СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к устройствам для разделения кварцевого песка от содержащихся в нем примесей, имеющих удельный вес, отличающийся от удельного веса кварцевого песка.
Из уровня техники известны устройства, относящиеся к данной области техники, например ЕР 2105204 (А1) - 2009-09-30, US 6119870 (А) - 2000-09-19, JP 2006239546 (А) - 2006-09-14, HU 215811 (В) - 1999-02-01, KR 20130017244 (А) - 2013-02-20, JP 4809502 (В1) - 2011-11-09, патент на изобретение RU 2104790, патент на полезную модель RU 136367.
Известно также устройство, содержащее цилиндрическую и коническую секции, тангенциально установленный питающий патрубок, верхний разгрузочный патрубок для вывода мелких фракций и нижний разгрузочный патрубок для вывода песковых фракций, отверстия в стенке конической секции для подвода промывной жидкости, коническая секция имеет наружный кожух со штуцером для подвода промывной жидкости, при этом отверстия в стенке конической секции располагаются по винтовой линии, раскручивающейся вниз по направлению вращающегося потока песков (патент на изобретение RU №2292957, опубл. 10.02.2007).
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является устройство, включающее цилиндроконический корпус с входным патрубком, песковую насадку, сливной патрубок, соединенный переходной камерой и патрубком прямоугольного сечения с расположенной соосно с корпусом цилиндрической камерой, выполненной со смежными калиброванными диафрагмами на выходе и тангенциальным щелевым патрубком для подвода регулирующего потока жидкости, расположенным со смещением его оси вниз относительно горизонтальной оси цилиндрической камеры, переходная камера образована выпукло-вогнутыми поверхностями, при этом сечения переходной камеры, перпендикулярные к вертикальной оси корпуса, равновелики по площади (патент RU №2018369, опубл. 30.08.1994 г.).
Известный гидроциклон обеспечивает повышенную эффективность разделения за счет увеличения точности и расширения диапазона регулирования слива. Вместе с тем, к недостаткам известной конструкции следует отнести недостаточно высокую производительность, обусловленную, в том числе, налипанием дисперсного материала на стенки корпуса за счет воздействия центробежных сил. Это требует останова работы гидроциклона для чистки рабочих поверхностей.
Технической проблемой заявляемой полезной модели является узкий арсенал эффективных сепараторов, пригодных для сепарации кварцевого песка, обладающих повышенной производительностью.
Технический результат - расширение арсенала эффективных сепараторов с повышенной производительностью за счет уменьшения обрастания стенок легкими фракциями кварцевого песка и, соответственно, увеличения длительности непрерывной работы сепаратора.
Техническая задача достигается тем, что заявляемый сепаратор содержит цилиндрический корпус с входным патрубком для пульпоподачи, цилиндрическую камеру, расположенную соосно с цилиндрическим корпусом с образованием рабочего пространства между стенками цилиндрического корпуса и цилиндрической камеры, причем цилиндрическая камера выполнена с возможностью регулировки ее положения по высоте относительно цилиндрического корпуса и установлена в направляющей, закрепленной в нижней части цилиндрического корпуса, при этом в рабочем пространстве размещены лопасти, корневые части которых закреплены в зоне верхнего торца цилиндрической камеры, а законцовочные части лопастей образуют зазор со стенкой цилиндрического корпуса, в днище цилиндрического корпуса установлена форсунка съема тяжелой фракции, в стенке цилиндрического корпуса установлены форсунки для подачи воды.
Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что она отличается следующими признаками:
- цилиндрическая камера выполнена с возможностью регулировки ее положения по высоте относительно цилиндрического корпуса;
- цилиндрическая камера установлена в направляющей;
- направляющая закреплена в нижней части цилиндрического корпуса;
- в рабочем пространстве, образованном стенками цилиндрического корпуса и цилиндрической камеры, размещены лопасти;
- корневые части лопастей закреплены в зоне верхнего торца цилиндрической камеры, а законцовочные части лопастей образуют зазор со стенкой цилиндрического корпуса;
- в днище цилиндрического корпуса установлена форсунка съема тяжелой фракции;
- в стенке цилиндрического корпуса размещены форсунки для подачи воды.
Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «Промышленная применимость».
На Фиг. 1 и Фиг. 2 схематично показано заявляемое устройство и его разрез А-А.
Сепаратор содержит цилиндрический корпус 1 с входным патрубком 2 для пульпоподачи, соосно с цилиндрическим корпусом 1 расположена цилиндрическая камера 3, которая установлена в направляющей 4, которая также выполнена в виде цилиндра и жестко закреплена в нижней части цилиндрического корпуса 1. Рабочее пространство сепаратора образовано между стенками цилиндрического корпуса 1 и цилиндрической камеры 3. Пространство внутри цилиндрической камеры 3 является сливной емкостью для легкой фракции.
В зависимости от фракции промываемого кварцевого песка может возникнуть ситуация, при которой необходимо будет изменить местоположение цилиндрической камеры 3 по высоте. Для этого цилиндрическая камера 3 закреплена на стержне 13, который имеет участок резьбы 12 и взаимодействует с гайкой 6 с ответной резьбой. Гайка 6, например, тягами 7 жестко закреплена с цилиндрической камерой 3. Вертикальное перемещение стержня 13 осуществляется за счет его вращения электродвигателем 5, установленным в верхней части цилиндрического корпуса 1. Для облегчения и ускорения процесса промывки в зоне верхнего торца на цилиндрической камере 3 корневыми частями закреплены лопасти 8, а их законцовочные части образуют зазор со стенкой цилиндрического корпуса 1. Центральная часть днища цилиндрической камеры 3 может быть выполнена в виде конуса 9 для сбора легкой фракции. По периметру стенок цилиндрического корпуса 1 расположены форсунки 10 для подачи воды. В днище цилиндрического корпуса 1 имеется форсунка 11 для съема тяжелой фракции.
Принцип работы сепаратора основан на разделении кварцевого песка и тяжелых примесей в водном восходящем потоке. Скорость потока в рабочем пространстве сепаратора настраивается давлением воды, подаваемой через форсунки 10 для подачи воды. Исходный сепарируемый материал подается через входной патрубок пульпоподачи 2. На начальном этапе пульпа, попадая в водный поток, промывается в рабочем пространстве сепаратора, а отмытые частицы легкой фракции кварцевого песка поднимаются в водном потоке, переливаются через верхний край цилиндрической камеры 3 и через конус 9 выводятся из сепаратора. При этом лопасти 8 предотвращают обрастание стенок цилиндрического корпуса 1 легкими фракциями кварцевого песка, т.к. захватывают поток с легкой фракцией и перенаправляют его в сливную емкость цилиндрической камеры 3. Тяжелые примеси восходящий поток поднять не может, в результате чего они осаживаются на днище цилиндрического корпуса 1 и выводятся через форсунку 11 съема тяжелой фракции. При изменении фракционного состава сепарируемого кварцевого песка необходимо изменить высоту положения цилиндрической камеры 3 относительно цилиндрического корпуса 1 для того, чтобы лопасти 8 максимально улавливали восходящий пояс легкой фракции кварцевого песка. Для этого электродвигатель 5 приводит во вращение стержень 13, который, вращаясь, вертикально перемещается за счет эффекта винт-гайка, при этом цилиндрическая камера 3 поднимается или опускается в направляющей 4.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет расширить ассортимент эффективных сепараторов с повышенной производительностью за счет снижения обрастания стенок рабочего пространства легкими фракциями и увеличения длительности непрерывной работы сепаратора.