RU2194581C2

RU2194581C2 - Helical pneumatic separator

Info

Publication number: RU2194581C2
Application number: RU2001101027A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Филиппов; И.Ф. Лебедев; А.И. Матвеев; А.Н. Григорьев
Original assignee: Институт горного дела Севера СО РАН
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2002-12-20

Abstract

FIELD: mining industry, in particular, minerals classification and concentration equipment. SUBSTANCE: pneumatic separator has vertical working separating chamber formed as helically laid closed trough, charging branch pipe, upper branch pipe for discharge of tailings and lower branch pipe for discharge of concentrate, and supercharger for blowing main air flow. Trough is positioned around carrier casing for rotation and is equipped with corrugations and flow looseners and is further equipped with plate-hung bottom positioned on basic material feeding part of trough and adapted for separating delivered basic material flows from high-density particles sliding downward. Device for supercharging main air flow is arranged at bottom part. EFFECT: increased efficiency and improved material separation quality. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области классификации и обогащения полезных ископаемых. The invention relates to the field of classification and mineral processing.

Известен пневматический сепаратор, разделительная камера которого представляет собой вертикально установленную зигзагообразную трубу с гладкой внутренней поверхностью и без каких-либо внутренних частей. Исходный материал подается через питатель в верхней половине трубы, а снизу вверх продувается воздух. В каждой секции сепаратора образуется вихревой поток. Легкие частицы соскальзывают вниз, попадают в поток воздуха и поднимаются вверх, а тяжелые проваливаются вниз на противоположную стенку следующей секции. При каждом соскальзывании частиц по стенке секции происходит перечистка образующегося концентрата (Кайзер Ф. Зигзагообразный сепаратор - воздушный сепаратор нового типа, Труды Европейского совещания по измельчению. М., 1966, с. 552-567). Known pneumatic separator, the separation chamber of which is a vertically mounted zigzag pipe with a smooth inner surface and without any internal parts. The source material is fed through a feeder in the upper half of the pipe, and air is blown upward. A vortex flow is generated in each section of the separator. Light particles slide down, fall into the air stream and rise up, while heavy particles fall down onto the opposite wall of the next section. Each time particles slip on the wall of the section, the resulting concentrate is scrubbed (Kaiser F. Zigzag separator — a new type of air separator, Proceedings of the European Grinding Conference. M., 1966, p. 552-567).

Недостатком данного сепаратора является пересечение путей перемещения частиц легких фракций с тяжелыми при переходе их из одной секции в другую. По этой причине невозможно достигнуть высокой степени сокращения исходного материала, так как потоки легких фракций увлекают за собой мелкие частички тяжелых минералов. The disadvantage of this separator is the intersection of the paths of movement of particles of light fractions with heavy when moving from one section to another. For this reason, it is impossible to achieve a high degree of reduction of the starting material, since the flows of light fractions carry small particles of heavy minerals.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является пневмосепаратор, состоящий из вертикально установленной рабочей разделительной камеры в виде винтообразно уложенного закрытого желоба, загрузочного патрубка, верхнего патрубка для разгрузки хвостов и нижнего для разгрузки концентрата, устройства для нагнетания основного потока воздуха (см. SU 825187 А, 30.04.1981, В 07 В 4/00). Closest to the proposed invention is a pneumatic separator, consisting of a vertically mounted working separation chamber in the form of a screw-shaped closed chute, a loading pipe, an upper pipe for unloading the tailings and a lower pipe for unloading the concentrate, a device for pumping the main air flow (see SU 825187 A, 30.04 .1981, 07 V 4/00).

Недостатком данного пневмосепаратора является низкая степень сокращения исходного материала, невозможность сепаратора вращаться, что не позволяет работать со скоростями потока, значительно меньшими, чем скорости потока в неподвижных сепараторах. The disadvantage of this pneumatic separator is the low degree of reduction of the source material, the inability of the separator to rotate, which does not allow working with flow rates significantly lower than the flow rates in stationary separators.

Задачей заявленного изобретения является повышение качестве сепарации и эффективности воздушной сепарации по плотности с высокой степенью сокращения исходного материала. The objective of the claimed invention is to improve the quality of separation and the efficiency of air separation by density with a high degree of reduction of the starting material.

Поставленная задача достигается тем, что в пневмосепараторе, состоящем из вертикально установленной рабочей разделительной камеры в виде винтообразно уложенного закрытого желоба, загрузочного патрубка, верхнего патрубка для разгрузки хвостов и нижнего для разгрузки концентрата, устройства для нагнетания основного потока воздуха, согласно изобретению желоб установлен вокруг несущего корпуса с возможностью вращения и оснащен рифлями и рыхлителями потока, а на участке подачи исходного материала оснащен пластиной - подвесным днищем для разделения поступающих струй исходного материала от сползающих вниз частиц высокой плотности, при этом устройство для нагнетания основного потока воздуха расположено снизу. The problem is achieved in that in a pneumatic separator consisting of a vertically mounted working separation chamber in the form of a screw-shaped closed chute, a loading pipe, an upper pipe for unloading the tailings and a lower pipe for unloading the concentrate, a device for pumping the main air flow, according to the invention, the chute is installed around the carrier the case is rotatable and equipped with grooves and flow rippers, and in the feed section of the source material is equipped with a plate - hanging bottom for separating incoming feedstock jets of high density particles slide down the apparatus for injecting primary air flow is disposed at the bottom.

При этом вдоль внутренней стенки разделительной камеры установлены патрубки для подвода дополнительного воздуха и разгрузки концентратов. At the same time, nozzles are installed along the inner wall of the separation chamber for supplying additional air and unloading concentrates.

Рабочая полость представляет собой винтообразно закрученный желоб с закрытым верхом. Исходный материал подается через питатель в нижнюю часть желоба. Ниже подачи исходного материала располагается патрубок для нагнетания воздуха в разделительную камеру. При этом спирально закрученный желоб вращается вокруг своей вертикальной оси. За счет вращения, а также из-за движения потока по спирали возникают центробежные силы, которые прижимают легкие минералы к внешней стенке желоба, вдоль которой они движутся вверх и сбрасываются через верхний хвостовой патрубок. Тяжелые минералы, прижимаясь к внутренней стенке, движутся вдоль него к нижнему разгрузочному патрубку. The working cavity is a helically twisted gutter with a closed top. The source material is fed through the feeder to the bottom of the gutter. Below the supply of the source material is a pipe for pumping air into the separation chamber. In this case, the spirally twisted trough rotates around its vertical axis. Due to the rotation, as well as due to the movement of the flow in a spiral, centrifugal forces arise that press the light minerals to the outer wall of the trough, along which they move upwards and are discharged through the upper tail pipe. Heavy minerals, clinging to the inner wall, move along it to the lower discharge pipe.

В предлагаемом варианте пневмосепаратора принципиально меняется организация движения удаляемого песчаного потока и движущихся в накопитель тяжелых минералов. За счет этого сводится к минимуму столкновение противоположно направленных песчинок легких минералов с минералами высокой плотности, что позволяет достигнуть высокие степени сокращения исходного материала. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию "новизна". In the proposed version of the pneumatic separator, the organization of movement of the removed sand stream and the heavy minerals moving into the storage ring is fundamentally changed. Due to this, the collision of oppositely directed grains of light minerals with high-density minerals is minimized, which allows to achieve high degrees of reduction of the starting material. Therefore, the present invention meets the criterion of "novelty."

Предлагаемый винтообразный сепаратор из-за вращающейся винтовой формы рабочей камеры не позволяет перекрещиваться траекториям перемещения тяжелых и легких минералов в процессе перехода от одного витка в другой, так как частицы высокой плотности движутся вдоль внутренней стенки витков, а низкой плотности - вдоль наружной. С целью избежания столкновения сползающегося концентрата со струями песка в области поступления его в желоб, где движение потоков еще не упорядочено, исходный материал подается в желоб на подвесное днище - разделительную пластину определенной длины. За период движения по нему струи упорядочиваются. Тяжелые минералы выпадают на днище желоба и движутся в обратном направлении под подвесным разделительным днищем, не встречая противоположно направленных потоков песка. Вдоль внешней стены витков желоба устанавливаются клиновидные выступы, которые разрыхляют потоки песка, для выпадения из них захваченных тяжелых минералов. На днище желоба имеются рифли, которые способствуют продвижению тяжелых минералов в сторону внутренней стенки. Вдоль витков установлены патрубки, одни из которых предназначены для подачи дополнительного воздуха, который осуществляет перечистку минеральной смеси, а через другие осуществляется разгрузка концентратов. The proposed screw-shaped separator, due to the rotating helical shape of the working chamber, does not allow the trajectories of movement of heavy and light minerals to cross in the process of transition from one turn to another, since high density particles move along the inner wall of the turns and low density along the outside. In order to avoid collision of the sliding concentrate with jets of sand in the area where it enters the trench, where the flow is not yet ordered, the source material is fed into the trench on a suspended bottom - a separation plate of a certain length. During the period of movement along it, the jets are ordered. Heavy minerals fall on the bottom of the gutter and move in the opposite direction under the suspended dividing bottom, without encountering oppositely directed streams of sand. Along the outer wall of the turns of the gutter, wedge-shaped protrusions are set up, which loosen the streams of sand, so that trapped heavy minerals fall out of them. On the bottom of the gutter there are corrugations that contribute to the promotion of heavy minerals towards the inner wall. Pipes are installed along the turns, one of which is designed to supply additional air, which purifies the mineral mixture, and through the others, concentrates are unloaded.

Таким образом, сравнительный анализ позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". Thus, a comparative analysis allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой схематично отображен общий вид винтового пневматического сепаратора; на фиг.2 показан сепаратор в вертикальном разрезе; на фиг.3 - вид сепаратора сверху. The invention is illustrated in figure 1, which schematically shows a General view of a screw pneumatic separator; figure 2 shows the separator in a vertical section; figure 3 is a top view of the separator.

Винтовой пневматический сепаратор состоит из винтообразно уложенной разделительной полости 1, которая оснащена разрыхлителями песчаного потока 2, рифлями 3, разделительной пластиной 4, патрубками для подачи основного потока воздуха 5 и дополнительного 6, патрубками для отвода концентратов 7, патрубка питателя 8, кольцеобразной воронки питателя 9, патрубка подачи материала в желоб 10, кольцевой воронки для приема хвостов 11, патрубка для нагнетания воздуха 12, патрубка для удаления хвостов 13, несущего корпуса 14. The screw pneumatic separator consists of a screw-shaped separation cavity 1, which is equipped with sand stream disintegrators 2, flutes 3, separation plate 4, nozzles for supplying the main air stream 5 and additional 6, nozzles for concentrate discharge 7, feeder nozzle 8, ring-shaped feeder funnel 9 , a pipe for supplying material to the chute 10, an annular funnel for receiving tails 11, a pipe for pumping air 12, a pipe for removing tails 13, the bearing body 14.

Винтовой пневмосепаратор работает следующим образом. Screw pneumatic separator works as follows.

Сепаратор приводится во вращение вокруг вертикальной оси, по ходу как бы ввертывания спирали вниз. В патрубок 12 нагнетается воздух, который через патрубки 5 и 6 попадает в разделительную камеру. Вращение сепаратора и скорость потока воздуха устанавливаются такими, чтобы частицы минералов низкой плотности устремлялись вверх по спирали, а высокой плотности сползали вниз. Исходный материал из питателя 8 поступает в кольцеобразную воронку 9, а затем через патрубок 10 в рабочую полость на разделительную пластину 4. Наиболее крупные частицы тяжелых минералов на поверхности разделительной пластины сползают вниз и падают на днище желоба, а затем попадают в разгрузочный патрубок 7. Потоки песчаных фракций и струи тяжелых минералов на протяжении разделительной пластины 4 упорядочиваются, то есть легкие, за счет центробежных сил прижимаются к внешней стенке витков желоба, а тяжелые к внутренней. Затем тяжелые минералы, попав на днище желоба, стекают под разделительной пластиной 4 к нижнему разгрузочному патрубку 7, не сталкиваясь со встречным высокоскоростным потоком минералов низкой плотности. Легкие фракции продолжают свой путь вверх вдоль внешней стены витков желоба, где установлены выступы в виде призм 2. Потоки песка набегают на них и разрыхляются. В результате частицы тяжелых минералов, захваченные и увлекаемые песчаными потоками, выпадают из них и сползают к внутренней стенке витков желоба. Процессу вывода тяжелых минералов из зоны воздействия на них песчаных струй способствуют рифли 3, нанесенные на днище желоба. Частота столкновения минералов высокой плотности с песчинками легких фракций значительно меньше, и поэтому они беспрепятственно сползают вниз и выводятся через разгрузочные патрубки 7. Хвосты удаляются через патрубок 13 в приемную кольцевую воронку 11. Вращение сепаратора обуславливает возникновение центробежной силы, что позволяет работать со скоростями потока, значительно меньшими, чем при работе в неподвижном сепараторе. Этим достигается повышение качества сепарации, так как с увеличением скорости захват и вовлечение в песчаный поток минералов высокой плотности возрастает в квадратичной зависимости от скорости. The separator is driven in rotation around a vertical axis, as if screwing the spiral downward. Air is pumped into the nozzle 12, which through the nozzles 5 and 6 enters the separation chamber. The rotation of the separator and the air flow rate are set so that particles of low-density minerals rush upward in a spiral, and high-density slide down. The source material from the feeder 8 enters the annular funnel 9, and then through the pipe 10 into the working cavity on the separation plate 4. The largest particles of heavy minerals on the surface of the separation plate slide down and fall on the bottom of the gutter, and then fall into the discharge pipe 7. Flows sand fractions and jets of heavy minerals are ordered over the separation plate 4, that is, light, due to centrifugal forces are pressed to the outer wall of the turns of the trench, and heavy to the inner. Then heavy minerals, having fallen on the bottom of the gutter, flow down under the dividing plate 4 to the lower discharge pipe 7, without encountering an oncoming high-speed flow of low-density minerals. Light fractions continue their way up along the outer wall of the turns of the trough, where protrusions in the form of prisms 2 are installed. Sand streams run on them and loosen. As a result, particles of heavy minerals captured and carried away by sand streams fall out of them and slide to the inner wall of the coils of the gutter. The process of removing heavy minerals from the zone of impact of sand jets on them is facilitated by riffles 3 deposited on the bottom of the gutter. The collision frequency of high-density minerals with sand grains of light fractions is much lower, and therefore they freely slide down and are discharged through discharge pipes 7. Tails are removed through pipe 13 to a receiving ring funnel 11. The rotation of the separator causes the occurrence of centrifugal force, which allows working with flow rates significantly smaller than when working in a stationary separator. This achieves an increase in the quality of separation, since with increasing speed the capture and involvement of high density minerals in the sand stream increases in a quadratic dependence on speed.

Claims

1. A pneumatic separator, consisting of a vertically mounted working separation chamber in the form of a screw-shaped closed chute, a loading nozzle, an upper nozzle for unloading the tailings and a lower nozzle for unloading the concentrate, a device for pumping the main air flow, characterized in that the groove is installed around the supporting body with the possibility rotation and is equipped with grooves and flow rippers, and in the feed section of the source material is equipped with a plate - hanging bottom to separate the incoming jets of the source m material from high-density particles sliding downward, while the device for pumping the main air flow is located below.

2. A pneumatic separator according to claim 1, characterized in that pipes are arranged along the inner wall of the separation chamber for supplying additional air and unloading the concentrates.