RU2113907C1

RU2113907C1 - Hydraulic classifier

Info

Publication number: RU2113907C1
Application number: RU96124006A
Authority: RU
Original assignee: Злобин Михаил Николаевич; Злобин Евгений Михайлович; Злобин Андрей Михайлович
Priority date: 1996-12-15
Filing date: 1996-12-15
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: mineral concentration, in particular, apparatuses for hydraulic classification and fractionation of mineral raw materials in ascending flow of liquid; may be used in gravity concentration of minerals and also in thickening of pulps, clarification of industrial waters and treatment of industrial sewage water. SUBSTANCE: classifier includes body with cylindrical chamber and conical bottom, inlet pipe for pulp supply and outlet pipe for discharge of sands, both located in lower part of classifier body; tangential branch pipes for water supply; discharging trough and branch pipe for discharge of air; cylindrical rings located coaxially inside the body with diameters reducing from top down; cylinder with airtight case above it located in body upper part coaxially to it with the same gap. Parabolic deflector with its opened part faces inlet pipe for pulp supply. The latter has from its inlet end, tube-like mixer made in the form of ejector whose upper part is connected to loading funnel inside which pneumohydraulic aerator is located for vertical motion. Axis of pneumohydraulic aerator coincides with ejector axis. EFFECT: higher efficiency of classification. 2 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к аппаратам для гидравлической классификации и фракционирования минерального сырья в восходящем потоке жидкости, и может быть использовано для гранулированного обогащения полезных ископаемых, а также для сгущения пульп, осветления промышленных вод и при очистке промстоков. The invention relates to mineral processing, and in particular, to apparatus for hydraulic classification and fractionation of mineral raw materials in an upward fluid flow, and can be used for granular mineral processing, as well as for thickening pulps, clarifying industrial waters and for treating industrial waste water.

Известен гидравлический классификатор, включающий корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, патрубок для подвода воды, установленные в верхней части сливной желоб и герметичный кожух с патрубками для отвода воздуха [1]. Known hydraulic classifier, comprising a housing with a cylindrical chamber and a conical bottom, located in the lower part of the housing pipe for supplying pulp and pipe for unloading sand, pipe for water supply, installed in the upper part of the drain chute and a sealed casing with pipes for air exhaust [1] .

Недостаток этого гидравлического классификатора связан с отсутствием в нем конструктивных элементов, позволяющих регулировать качество классификации. The disadvantage of this hydraulic classifier is associated with the absence of structural elements in it, which allow regulating the quality of classification.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический классификатор, включающий корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, тангенциальные патрубки для подвода воды в среднюю часть корпуса, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и патрубок для отвода воздуха, расположенные соосно внутри корпуса с уменьшающимися сверху вниз диаметрами цилиндрические кольца, установленные внутри корпуса радиально пластины, расположенную в нижней части корпуса коническую обечайку, установленный в верхней части корпуса соосно с ним цилиндр с герметичным кожухом над цилиндром и с расположенным внутри цилиндра соосно с ним с зазором параболическим отражателем, открытой своей частью обращенным к патрубку для подвода пульпы, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха [2]. The closest in technical essence and the achieved result is a hydraulic classifier, including a housing with a cylindrical chamber and a conical bottom, located in the lower part of the body pipe for supplying pulp and pipe for unloading sand, tangential pipes for supplying water to the middle part of the body, installed in the upper part housing drain chute and pipe for air exhaust located coaxially inside the housing with cylindrical rings installed inside decreasing from top to bottom diameters radial plates, a conical shell located in the lower part of the housing, a cylinder installed in the upper part of the housing coaxially with it with a sealed casing above the cylinder and with a parabolic reflector located coaxially with it with a clearance, its open part facing the pipe for supplying pulp, pipe for air exhaust is located in the upper part of the sealed casing [2].

Недостатком этого гидравлического классификатора, также как и [1], является отсутствие в нем конструктивных элементов, позволяющих регулировать качество классификации. The disadvantage of this hydraulic classifier, as well as [1], is the lack of structural elements in it, which allow regulating the quality of classification.

Целью изобретения является повышение эффективности классификации за счет улучшения условий регулирования процесса и гидродинамического выведения мелкозернистых фракций в сливной продукт. The aim of the invention is to increase the classification efficiency by improving the process control conditions and hydrodynamic removal of fine-grained fractions into a drain product.

Поставленная цель достигается тем, что в гидравлическом классификаторе, включающем корпус с цилиндрической камерой и коническим днищем, расположенные в нижней части корпуса патрубок для подвода пульпы и патрубок для выгрузки песков, тангенциальные патрубки для подвода воды в среднюю часть корпуса, установленные в верхней части корпуса сливной желоб и патрубок для отвода воздуха, расположенные соосно внутри корпуса с уменьшающимися сверху вниз диаметрами цилиндрические кольца, установленные внутри корпуса радиальные пластины, расположенную в нижней части корпуса коническую обечайку, установленный в верхней части корпуса соосно с ним цилиндр с герметичным кожухом над цилиндром и с расположенным внутри цилиндра соосно с ним с зазором параболическим отражателем, открытой своей частью обращенных к патрубку для подвода пульпы, патрубок для отвода воздуха расположен в верхней части герметичного кожуха, патрубок для подвода пульпы с входного торца снабжен трубообразным смесителем, выполненным в виде эжектора, верхней частью присоединенного к загрузочной воронке, внутри которой в трубе с возможностью вертикального перемещения размещен пневмогидравлический аэратор, ось которого совпадает с осью эжектора, при этом загрузочная воронка расположена выше уровня переливной кромки цилиндрической камеры. This goal is achieved by the fact that in the hydraulic classifier, which includes a housing with a cylindrical chamber and a conical bottom, located in the lower part of the housing pipe for supplying pulp and pipe for unloading sand, tangential pipes for supplying water to the middle part of the housing installed in the upper part of the drain a chute and a pipe for air exhaust located coaxially inside the body with diameters decreasing from top to bottom; cylindrical rings; radial plates mounted inside the body; a conical shell in the lower part of the housing, a cylinder installed in the upper part of the housing coaxially with it with a sealed casing above the cylinder and with a parabolic reflector located coaxially with it, with a clearance of a parabolic reflector, its open part facing the pipe for supplying pulp, the pipe for air exhaust is located in the upper part of the hermetic casing, the pipe for supplying pulp from the inlet end is equipped with a pipe-shaped mixer made in the form of an ejector, the upper part connected to a loading funnel, inside which in the pipe with the possibility of vertical movement is placed a pneumohydraulic aerator, the axis of which coincides with the axis of the ejector, while the loading funnel is located above the level of the overflow edge of the cylindrical chamber.

При создании изобретения авторы исходили из следующего. When creating the invention, the authors proceeded from the following.

Эффективность классификации материала в гидравлическом классификаторе можно повысить, если обеспечить условия для снижения турбулентности движения потока пульпы в зоне гидравлического разделения частиц материала. Это можно достигнуть, если в гидравлический классификатор ввести конструктивные элементы, которые будут обеспечивать такие же условия. В частности, при введении в пульпу тонкодиспергированного воздуха турбулентность ее движения гасится и поток пульпы становится более ламинарным, что для разделительного процесса является весьма существенным. Такими конструктивными элементами, установленными на патрубке для подвода пульпы в известном гидравлическом классификаторе, может быть трубообразный смеситель, выполненный в виде эжектора, верхней частью присоединенный к загрузочной воронке, внутри которой в трубе с возможностью вертикального перемещения размещен пневмогидравлический аэратор, ось которого совпадает с осью эжектора. Для устойчивого вхождения пульпы внутрь аппарата загрузочная воронка должна быть при этом расположена выше уровня переливной кромки цилиндрической камеры. Трубообразный смеситель, выполненный в виде эжектора, способствует продвижению пульпы внутрь камеры классификатора, обеспечивая при этом качественное перемешивание пульпы с тонкодиспергированным воздухом, генерируемым пневмогидравлическим аэратором, установленным внутри загрузочной воронки по оси эжектора. Такое расположение конструктивных элементов обеспечивает выполнение основной технологической задачи, а именно, введение тонкодиспергированного воздуха и качественное его распределение в объеме исходного питания, обеспечивая одновременно их работу в качестве струйного насоса. Размещение пневмогидравлического аэратора в трубе с возможностью вертикального перемещения позволяет регулировать степень эжекции атмосферного воздуха посредством струи водовоздушной смеси, выходящей с большой скоростью из сопла пневмогидравлического аэратора, защищая его при этом от внешнего механического воздействия потока пульпы. The efficiency of material classification in a hydraulic classifier can be improved if conditions are provided to reduce the turbulence of the pulp flow in the zone of hydraulic separation of material particles. This can be achieved if structural elements are introduced into the hydraulic classifier that will provide the same conditions. In particular, when finely dispersed air is introduced into the pulp, the turbulence of its movement is suppressed and the pulp flow becomes more laminar, which is very important for the separation process. Such structural elements mounted on the pipe for supplying pulp in the known hydraulic classifier can be a tube-shaped mixer made in the form of an ejector, the upper part connected to a loading funnel, inside which a pneumohydraulic aerator is placed in the pipe with the possibility of vertical movement, the axis of which coincides with the axis of the ejector . For stable entry of pulp into the apparatus, the loading funnel must be located above the level of the overflow edge of the cylindrical chamber. A tube-shaped mixer made in the form of an ejector helps to promote the pulp inside the classifier chamber, while ensuring high-quality mixing of the pulp with finely dispersed air generated by a pneumohydraulic aerator installed inside the feed funnel along the axis of the ejector. This arrangement of structural elements ensures the fulfillment of the main technological task, namely, the introduction of finely dispersed air and its high-quality distribution in the volume of the initial power supply, while ensuring their operation as a jet pump. Placing the pneumohydraulic aerator in the pipe with the possibility of vertical movement allows you to adjust the degree of ejection of atmospheric air by means of a jet of water-air mixture leaving the nozzle of the pneumohydraulic aerator at high speed, protecting it from external mechanical effects of the pulp stream.

Регулирование процесса классификации и более качественное гидродинамическое выведение мелкозернистых фракций в сливной продукт обеспечивается количеством вводимой в классификатор пульпы, а также количеством и степенью дисперсности вводимого в нее воздуха. Regulation of the classification process and better hydrodynamic removal of fine-grained fractions into the drain product is ensured by the amount of pulp introduced into the classifier, as well as by the amount and degree of dispersion of the air introduced into it.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид гидравлического классификатора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a hydraulic classifier; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Гидравлический классификатор включает корпус 1 с цилиндрической камерой 2 и коническим днищем 3. Корпус 1 установлен вертикально на раме 4 посредством элементов 5. В нижней части корпуса 1 расположены патрубок 6 для подвода пульпы и патрубок 7 для выгрузки песков. На классификаторе установлены тангенциально к корпусу 1 патрубки 8 для подвода воды в среднюю часть корпуса. В верхней части корпуса 1 установлены сливной желоб 9 со сливным патрубком 10 и патрубком 11 для отвода воздуха. Соосно внутри корпуса 1 расположены цилиндрические кольца 12 с уменьшающимися сверху вниз диаметрами. Кольца 12 установлены с зазором 13 друг к другу и образуют разделительное приспособление 14. Внутри корпуса 1 радиально расположены пластины 15. В нижней части корпуса 1 с зазором к днищу 3 установлена коническая обечайка 16 с износостойкой футеровкой 17 на ее внутренней поверхности. К нижней кромке конической обечайки 16 прикреплена цилиндрическая обечайка 18, установленная с зазором к днищу 3 и патрубку 6 для подвода пульпы. В верхней части корпуса 1 соосно ему установлен цилиндр 19 с износостойкой футеровкой 20 с его внутренней и внешней стороны. Над цилиндром 19 установлен герметичный кожух 21, в верхней части которого расположен патрубок 11 для отвода воздуха. Пластины 15 расположены с внешней стороны колец 12. Внутри цилиндра 19 соосно ему с зазором установлен параболический отражатель 22, открытой своей частью обращенный к патрубку 6 для подвода пульпы. Параболический отражатель 22 выполнен из износостойкого материала, например из полиуретана, и закреплен на основании 23 посредством разборного соединения 24. Основание 23 приварено к герметичному кожуху 21 радиальными ребрами 25. The hydraulic classifier includes a housing 1 with a cylindrical chamber 2 and a conical bottom 3. The housing 1 is mounted vertically on the frame 4 by means of elements 5. At the bottom of the housing 1 there is a pipe 6 for supplying pulp and a pipe 7 for unloading sand. On the classifier are installed tangentially to the housing 1 nozzles 8 for supplying water to the middle part of the housing. In the upper part of the housing 1, a drain trough 9 is installed with a drain pipe 10 and a pipe 11 for venting air. Coaxially inside the housing 1 are cylindrical rings 12 with diameters decreasing from top to bottom. The rings 12 are installed with a gap 13 to each other and form a separation device 14. Inside the housing 1, plates 15 are radially arranged. In the lower part of the housing 1 with a gap to the bottom 3 there is a conical shell 16 with a wear-resistant lining 17 on its inner surface. A cylindrical shell 18 is attached to the lower edge of the conical shell 16, which is installed with a gap to the bottom 3 and a pipe 6 for supplying pulp. In the upper part of the housing 1, a cylinder 19 is installed coaxially with the wear-resistant lining 20 from its inner and outer sides. An airtight casing 21 is installed above the cylinder 19, in the upper part of which there is a pipe 11 for venting air. The plates 15 are located on the outer side of the rings 12. Inside the cylinder 19, a parabolic reflector 22 is installed coaxially with the gap, open with its part facing the pipe 6 for supplying pulp. The parabolic reflector 22 is made of a wear-resistant material, for example polyurethane, and is fixed to the base 23 by means of a collapsible joint 24. The base 23 is welded to the sealed casing 21 with radial ribs 25.

Патрубок 6 для подвода пульпы с входного торца снабжен трубообразным смесителем 26, выполненным в виде эжектора, верхней частью присоединенного к загрузочной воронке 27, расположенной выше уровня переливной кромки цилиндрической камеры 2. Внутри воронки 27 в трубе 28 с возможностью вертикального телескопического перемещения закреплен пневмогидравлический аэратор 29, ось которого совпадает с осью эжектора. Пневмогидравлический аэратор 29 снабжен водоподводящим 30 и воздухоподводящим 31 гибкими рукавами. The pipe 6 for supplying pulp from the inlet end is equipped with a tube-shaped mixer 26, made in the form of an ejector, the upper part connected to the loading funnel 27, located above the level of the overflow edge of the cylindrical chamber 2. Inside the funnel 27 in the pipe 28 with the possibility of vertical telescopic movement is fixed pneumohydraulic aerator 29 whose axis coincides with the axis of the ejector. Pneumohydraulic aerator 29 is equipped with a water supply 30 and air supply 31 flexible hoses.

Гидравлический классификатор работает следующим образом. Hydraulic classifier works as follows.

Пульпа, содержащая твердые частицы различной крупности и плотности, подается в загрузочную воронку 27, а затем через трубообразный смеситель 26 и патрубок 6 для подвода пульпы поступает в камеру 2. Одновременно через патрубки 8 для подвода воды подается промывная вода. Камера 2 заполняется пульпой до уровня верхней кромки, после чего пульпа переливается в сливной желоб 9. Включается в работу пневмогидравлический аэратор 29, для чего в него через водоподводящий гибкий рукав 30 подается напорная вода, а через воздухоподводящий гибкий рукав 31 подается сжатый воздух. Из сопла пневмогидравлического аэратора 29 в результате этого выходит высокоскоростная струя аэрированной жидкости, которая с большой скоростью входит в трубообразный смеситель 26, эжектируя пульпу из загрузочной воронки 27, а также дополнительный атмосферный воздух при прохождении струи границы раздела вода - воздух на поверхности пульпы. Трубообразный смеситель 26, выполненный в виде эжектора, способствует продвижению пульпы, так как в этом случае он одновременно работает в качестве струйного насоса. The pulp containing solid particles of various sizes and densities is fed into the feed funnel 27, and then through the pipe-shaped mixer 26 and the pipe 6 for supplying pulp enters the chamber 2. At the same time, washing water is supplied through the pipe 8 for water supply. The chamber 2 is filled with pulp to the level of the upper edge, after which the pulp is poured into the drain trough 9. The pneumohydraulic aerator 29 is turned on, for which pressure water is supplied through the water supply flexible sleeve 30, and compressed air is supplied through the air supply flexible sleeve 31. As a result, a high-speed jet of aerated liquid leaves the nozzle of the pneumatic-hydraulic aerator 29, which enters the tube-shaped mixer 26 at a high speed, ejecting the pulp from the feed funnel 27, as well as additional atmospheric air when passing the jet of the water-air interface on the pulp surface. The tube-shaped mixer 26, made in the form of an ejector, promotes the advancement of the pulp, since in this case it simultaneously works as a jet pump.

Поднимаясь после выхода из патрубка 6 для подвода пульпы, поток аэрированной пульпы встречается с параболическим отражателем 22, который изменяет его траекторию на обратное движение с кольцевым охватом подводящего потока пульпы. В результате трения пограничных слоев встречных потоков пульпы происходит первоначальное гашение турбулентности ее движения. Частично выделяющиеся из пульпы пузырьки воздуха через патрубок 11 для отвода воздуха выводятся из классификатора. Rising after exiting the pipe 6 for supplying pulp, the aerated pulp stream meets the parabolic reflector 22, which changes its path to the reverse movement with an annular coverage of the pulp feed stream. As a result of friction of the boundary layers of the oncoming pulp flows, the initial quenching of the turbulence of its movement occurs. Partially emitted from the pulp air bubbles through the pipe 11 for exhaust air are removed from the classifier.

После гашения турбулентности движения пульпы внутри разделительного приспособления 14 последняя через зазоры 13 поступает в нижнюю часть цилиндрической камеры 2. При этом происходит дальнейшее снижение турбулентности движения потока пульпы, чему способствуют пластины 15, расположенные в радиальных плоскостях с внешней стороны цилиндрических колец 12. В результате этого в зону классификации, расположенную с внешней стороны колец 12, пульпа проходит в более спокойном виде с упорядоченным движением потока. Между цилиндром 19 и стенками камеры 2 движение пульпы окончательно ламинизируется, чему способствует наличие в пульпе тонкодиспергированного воздуха, и в нем происходит гидравлическое разделение твердых частиц в восходящем потоке жидкости. Твердые частицы мелкозернистой фракции пульпы переливаются с жидкой ее фазой через кромку камеры 2 в сливной желоб 9 и из него через сливной патрубок 10 выгружаются из классификатора. Твердые частицы крупнозернистой фракции пульпы осаждаются на коническую обечайку 16, скользя по поверхности обечайки под действием силы тяжести, попадают в зазор между цилиндрической обечайкой 18 и патрубком 6 для подвода пульпы, где происходит отделение твердых частиц крупнозернистой фракции от твердых частиц мелкозернистой фракции за счет восходящего потока жидкости из патрубков 8. Твердые частицы крупнозернистой фракции отмываются водой и выгружаются в виде песков классификатора через патрубок 7. Этому способствует тангенциальный подвод воды при выгрузке песков. After quenching the turbulence of the pulp inside the separator 14, the latter through the gaps 13 enters the lower part of the cylindrical chamber 2. This further reduces the turbulence of the pulp flow, which is facilitated by the plates 15 located in radial planes on the outside of the cylindrical rings 12. As a result of this in the classification zone located on the outer side of the rings 12, the pulp passes in a more relaxed form with an ordered flow movement. Between the cylinder 19 and the walls of the chamber 2, the movement of the pulp is finally laminated, which is facilitated by the presence of finely dispersed air in the pulp, and in it there is a hydraulic separation of solid particles in an upward fluid flow. Solid particles of the fine-grained fraction of the pulp are poured with its liquid phase through the edge of the chamber 2 into the drain chute 9 and from it through the drain pipe 10 are discharged from the classifier. The solid particles of the coarse pulp fraction are deposited on the conical shell 16, sliding on the surface of the shell under the action of gravity, fall into the gap between the cylindrical shell 18 and the pipe 6 for supplying pulp, where the separation of solid particles of the coarse fraction from the solid particles of the fine fraction due to the upward flow liquids from nozzles 8. Solid particles of the coarse-grained fraction are washed with water and discharged in the form of sands of the classifier through nozzle 7. This is facilitated by the tangential dvod water during unloading sands.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет улучшения условий регулирования процесса и гидродинамического выведения мелкозернистых фракций в сливной продукт повысить эффективность классификации. Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype will allow, by improving the process control conditions and the hydrodynamic removal of fine-grained fractions into the drain product, increase the classification efficiency.

Claims

A hydraulic classifier, including a body with a cylindrical chamber and a conical bottom, located at the bottom of the body, a pipe for supplying pulp and a pipe for unloading sand, tangential pipes for supplying water to the middle of the body, a drain chute and a pipe for venting air installed in the upper part of the body, located coaxially inside the housing with diameters of the cylindrical ring decreasing from top to bottom; mounted radially on the inside of the housing; a shell mounted in the upper part of the housing coaxially with the cylinder with a sealed casing above the cylinder and with a parabolic reflector coaxially located with the clearance inside the cylinder, with its open part facing the pipe outlet for the pulp, the pipe for air exhaust is located in the upper part of the sealed casing, characterized in that the pipe for supplying pulp from the inlet end is equipped with a pipe-shaped mixer made in the form of an ejector, the upper part connected to a loading funnel, inside of which in a pipe with the possibility of vertical movement is placed pneumohydraulic aerator, the axis of which coincides with the axis of the ejector, while the loading funnel is located above the level of the overflow edge of the cylindrical chamber.