ТЯЖЕЛОСРЕДНЫЙ СЕПАРАТОР
SEPARATOR OF HEAVY MEDIA

Изобретение относится к области разделения твердых материалов с помощью тяжелой жидкости и может быть использовано в горно-обогатительной и других областях промышленности, в частности в перерабатывающей отрасли по сепарации полиметаллического скрапа кабельной промышленности.
Известен способ загрузки материала в тяжелосредный сепаратор (патент РФ №2205696, кл. В03В 5/30, 2003 г.), включающий подачу материала вместе с суспензией через регулируемое по высоте загрузочное устройство в ванну, выгрузку тяжелой фракции элеваторным колесом, погруженным в ванну с суспензией, и выгрузку всплывшей легкой фракции механизмом разгрузки.
Недостатком этого способа является то, что при обогащении крупных классов легкие фракции при всплытии своей поверхностью вовлекают мелкие зерна тяжелой фракции, которые перемещаются выше постоянного уровня суспензии сепаратора, в разгрузку, что снижает показатели эффективности работы сепаратора.
Наиболее близким по технической сущности и предлагаемому изобретению является тяжелосредный сепаратор (патент РФ №2342196, кл. В03В 5/30, 2008 г.), включающий ванну, по ширине которой в загрузочной части установлена регулируемая перегородка, нижняя часть которой опущена под уровень суспензии, приспособление для разгрузки всплывшего и потонувшего продуктов.
Недостатком этого тяжелосредного сепаратора является то, что наклонная перегородка, регулируемая по глубине погружения в суспензию и углу наклона к горизонту ее нижней части, не обеспечивает в полной мере управления потоками, в частности восходящим.
Недостатком так же является то, что при сепарации материалов разгрузка разделенных фракций происходит вместе с суспензией, что требует дальнейших операций по их разделению.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности разделения материала за счет упрощения технологической схемы и снижение себестоимости этого процесса.
Для достижения указанной цели в известном тяжелосредном сепараторе, включающем ванну, по ширине которой в верхней части установлены механизм загрузки и механизм разгрузки легких фракций, расположенный над выгребным сектором, а в нижней части механизм разгрузки тяжелых фракций, механизм загрузки выполнен в виде лопастного устройства, вал которого установлен максимально близко к поверхности суспензии, с возможностью изменения зазора со стенкой ванны, а механизм разгрузки тяжелых фракций выполнен в виде наклонного шнекового конвейера с окнами для принятия оседающего материала и с окном для его выгрузки, расположенным выше уровня суспензии, а механизм разгрузки легких фракций выполнен лопастным или в виде скребкового конвейера, при этом каждая лопасть снабжена ползуном с роликами по концам, контактирующими с копирами, основания которых жестко прикреплены к стойкам указанного механизма, а поверхность лопасти и ее борта выполнены с отверстиями для стока суспензии, а скребки установлены под острым углом к направлению движения ленты.
Лопасти механизма разгрузки легких фракций прикреплены к полому валу под острым углом в направлении вращения.
Приемное устройство легких фракций снабжено каналом стока суспензии в ванну.
Технический результат от использования тяжелосредного сепаратора заключается в том, что повышается эффективность разделения исходного материала за счет упрощения технологической схемы и снижения себестоимости этого процесса.
Изобретение поясняется чертежами, где
На фиг.1 - вид устройства сбоку;
На фиг.2 - ванна с механизмом разгрузки тяжелых фракций (вид сверху);
На фиг.3 - лопасть механизма разгрузки легких фракций;
На фиг.4 - основание копира;
На фиг.5 - скребковый конвейер (вид сверху);
На фиг.6 - приемное устройство (вид сбоку).
Тяжелосредный сепаратор включает ванну 1 (фиг.1), выполненную в плане в виде трапеции (фиг.2) со сходящимися внизу передней и задней боковыми гранями и со скошенными правой и левой гранями в виде трапеций, которая заполнена суспензией 2 (раствором) ниже переливного порога 3. Загрузочный механизм 4 выполнен в виде полого вала 5 с лопастями 6 по ширине верхней части ванны 1 с вертикальными стенками 7 и установкой вала 5 максимально близко к поверхности суспензией 2 с возможностью его перемещения по горизонтали для изменения зазора между лопастями 6 и стенкой ванны 1.
Разгрузочный механизм тяжелых фракций представляет собой шнековый конвейер 8, установленный на дне ванны 1 в соответствии с его диаметром между передней и задней боковыми гранями под углом к горизонту таким образом, что его конец вне ванны 1 с окном 9 для разгрузки расположен выше уровня суспензии 2. Нижняя часть, находящаяся в ванне 1, выполнена с двумя окнами 10, разделенными для жесткости перемычкой 11.
Разгрузочный механизм легких фракций 12 представляет собой полый вал 13 со специальными лопастями 14, установленный на стойках 15 по ширине выгребного сектора 16. Каждая лопасть 14 (фиг.3) прикреплена к валу 13 не перпендикулярно, а под острым углом по ходу вращения, что обеспечивает больший объем захвата материала, и выполнена с бортами 17, между которыми расположен ползун 18 (фиг.4), по концам которого имеются оси 19 с роликами 20, установленные в пазы 21 оснований копира 22, каждое из которых жестко прикреплено к стойкам 15. Плоскость лопасти 14 и бортов 17 выполнены с отверстиями 23 (на фиг.3 - это узлы нанесенной сетки) для стока суспензии. Отверстия 23 могут быть расположены в шахматном порядке.
Как вариант, механизм разгрузки легких фракций может быть выполнен в виде скребкового конвейера 24 (фиг.5) со скребками 25, установленными под острым углом к ленте конвейера 24 по ходу движения, который установлен между вертикальными стенками 26 и имеющий в передней части вертикальные отражатели 27. Конвейер 24 выполнен с возможностью изменения угла наклона к поверхности суспензии 2, а по его бокам установлены желобы (не показаны) для стекания суспензии 2 в ванну 1. С ленты конвейера 24 легкие фракции попадают в приемные устройства 28 (фиг.6) с разделительной перегородкой с отверстиями 29 и каналом 30, соединенным с ванной 1.
У всех механизмов 4, 8, 12 и 24 можно регулировать скорость движения для синхронизации процесса сепарации.
Для слива суспензии 2 в нижнем углу ванны 1 установлен кран 31.
Устройство работает следующим образом.
Загрузка сепаратора осуществляется в ванну 1 на лопасти 6 механизма загрузки 4. При движении исходного материала между лопастями 6 и стенкой ванны 1 происходит его интенсивное смачивание и равномерное распределение по всей ширине ванны 1. При этом задается траектория движения исходного материала по касательной и лопастям 6, что позволяет осуществить его равномерное распределение по всему объему ванны 1, а в процессе прохождения механизма загрузки 4 происходит дезинтеграция кусков материала. Одновременно лопасти 6 направляют всплывшие легкие фракции к механизму разгрузки 12 или 24. В зависимости от исходного материала можно регулировать зазор между лопастями 6 и стенкой ванны 1, а также скорость вращения механизма загрузки 4.
Учитывая форму ванны 1 и расположение механизма разгрузки 8 тяжелых фракций, происходит одновременное попадание их на разгрузку в окна 10, а выход тяжелых фракций без суспензии 2 обеспечивает окно 9, расположенное выше ее уровня.
Каждая лопасть 14 механизма разгрузки легких фракций при подходе к порогу 3 начинает освобождаться от набранного материала с помощью ползуна 18, который начинает движение между бортами 17, так как ролики 20 выходят с круговой траектории и движутся дальше по пазам 21, от т.А до т.В на расстояние L, равное ширине лопасти 14. Ползун 18, произведя полное удаление материала с лопасти 14 в зоне разгрузки, возвращается в т.С на круговую траекторию. Отметим, что за время выхода лопасти 14 из суспензии 2 происходит ее стекание через отверстия 23 и отверстия в бортах 15 (не показаны) в ванну 1.
В варианте разгрузки с использованием скребкового конвейера 24 скребки 25 способны удерживать легкие фракции, захваченные на некоторой глубине. В зависимости от толщины слоя легких фракций можно регулировать угол наклона конвейера 24 для большей производительности. В процессе его работы часть суспензии 2 стекает по бортовым желобам в ванну 1, а оставшаяся ее часть, попадая в приемное устройство 28 и проходя по разделительной перегородке с отверстиями 29 через канал 30, самотеком отводится в ванну 1. Подобное устройство устанавливается также в механизме разгрузки 12.
Таким образом, при разделении тяжелых и легких фракций кругового перелива суспензии 2 не происходит. Потери при испарении автоматически восполняются из специальной малой емкости. При смене суспензии 2 используют кран 31.
Использование предположенного устройства по сравнению с прототипом позволяет повысить технико-экономические показатели сепарации за счет упрощения технологической схемы, исключающей систему оборота суспензии, а также увеличить производительность, так как, управляя потоками движения исходного материала в суспензии, в процессе сепарации рационально вовлекается весь ее объем, сокращая время разделения на тяжелые и легкие фракции.