Механический классификатор

Механический классификатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 1а, 34 ) НТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ фЮВЮ ЗВЯ% МВЗИтмвмагти :дард л

ОПИ САНИ Е механического классификатора.

К патенту ин-ной фирмы „Нем анин Дорр Инн-Инженеры" (The Оогг

Company, Inc., Engineers, в r. Нью-Иоркв, США, заявленному10 декабря

1931 года (cuy. о перв..% 99214).

Действительный изобретатель ин-ц Джемс В. Слейди (James У, Slide) и Гарри Ньютон (Harry W, New;ton), 0 выдаче патента опубликовано 31 декабря 1934 года.

Двйотвие патента раопространяотоz на, 1б нет от 31 декабря 1934 года.

Изобретение касается классификаторов и, ) в частности, относится к типу аппаратов, предназначенных для классификации смеси частиц, имеющих различные размеры или различные удельные веса, или смеси частиц, имеющих и разные размеры и разные удельные веса, причем при классификации частицы или часть таковых осаждаются в жидкости.

В основе изобретения лежит хорошо известное устройство классификатора по типу фирмы

„Дерр".

Если смесь частиц разного pasmeya пли различного удельного веса вводится в жидкость, то более крупные или более тяжелые частицы опускаются на дно быстрее, чем более мелкие или более легкие. Этот процесс называется классификацией при свободном оседании. При помешивании смеси мелкие частицы будут стремиться оставаться во взвешенном состоянии, тогда как если перемешпвание не слишком интенсивное, более крупныв частицы будут продолжать оседать вниз. Если оседающие частицы подвергнуть действию встречного поднимающегося -вверх потока жидкости, то скорости осаждения частиц уменьшаются соответственно интенсивности направленного вверх потока. Регулируя этот поток, можно добиться весьма точного разгранпчення между мелкимп частицами, которые не будут опускаться благодаря направленной вверх скорости жидкости, н болев крупнымн частицами, которые будут опускаться. Подобный процесс называется классификацией при стесненном оседании. В классификаторах типа

Дорра последний принцип осуществляется путем пропусканпя жидкости снизу вверх из вторичного отделения в первичную камеру через узкое отверстие; наибольшая скорость получается у отверстия, так что более мелкие частицы не только увлекаются вверх в первичную камеру, íî и удерживаются в ней во взвешенном состоянии и в конце концов переливаются через порог, устроенный для выпуска воды из первичной камеры. Размер частпц, покидающих камеру вместе с этой переливающейся жидкостью, является функцией скоростп осаждения этих частиц. В то же время размер, количество и характер частиц в перелива;ощейся жидкости являются функцией мешающих влияний, действующих как на процесс свободного оседания, так и на процесс стесненного оседания в первичной камере пли резервуаре.

Одно из затруднений, влияющих на правильную и хорошую классификацию, состоит в нерегулярном (неравномерном) введении в резервуар обрабатываемого MQTopHR;IR. Настоящее изобретение ставит себе задачей улучшение классификации путем выравнивания введения материала, т. е. пытается насколько возможно приблизиться к идеальным условиям ровного (непрерывного) потока.

Броме того, изобретение стремится получить такой поток входящего материала, который, не создавая волнениИ на поверхности жидкости и сильных добавочных течений внутри жидкости, твм не менее дает возможность вводить материал у самой поверхности жидкости, так что получается достаточныИ запас глубины для оседания частиц.

Второе затруднение при прпменонии обычных механических классификаторов закл1очается. в том, что в первичноИ камере могут осаждаться частицы некоторого промежуточного размера, которые про одят во вторичное отделение, где такоИ размер может не осесп, и возвращаются обратно для дополнительной обработки. В результате густота жидкости вблизи суженного отверстпя увеличивается и, следовательно, изменяет условия стесненного оседания. изменяя так же восходящий поток, благодаря чему происходит пе тольке вынос более крупных частиц из первичной камеры с пврелива1()щеися через порог жпдкостью, но и засорение скребков (грабель).

В изобретении предусмотрено такое устройство классификатора, которое дает возможность точно согласовать условия осаждения в обеих камерах и позволяет регулировать поток, текущиИ снпзу вверх из вторичного отделения в первичную камеру.

До сих пор впускание вверх жидкости, содержащей взвешенные частицы, происходило через суженное отверстие, сделанное в днв резервуара, примыкающем к нижнему концу вторичного отделения. 0;!808реМОННо происходило и течение материала вниз через то же самое отверстие. Указанное прохожденпе материала в двух встречных направлениях создавало взаимное препятствие друг дрч у и являлось одноИ из прпчнн засорения вокруг проходного отверстия и в результате происходило ухудшение результатов работы. Поэтому одной из задач изобретения является достижение беспрепятственного прохода материала из первичного резервуара в классифпкаторный бак и наоборот.

На чертеже фиг. 1. изображает внд классификатора сверху; фиг. 2 — продольный разрез по оси; фиг. 3 — часть устройствав увеличенном масштабе с задвижками и регулирующям прпспособленмем: фпг. 4 — впд в плане части резервуара; фиг. 5 — увеличенвь;й вид с частпчным разрезом; фиг. 6 — частичныИ продольный разрез классификатора; фпг. 7— увеличенный вертикальный разрез выпускного устройства у резервуара.

Предлагаемый механическиИ классификатор состоит из двух отделениИ, а именно: первичной камеры и вторичного отделения, соединенных суженным отверстием 3. Оба отделения снабжены механическими скребками (граблями); грабли 4 в первичном резервуаре 1 передвигают осадившийся материал к суженному отверстию 3, тогда какснабженныв лопатками грабли 5 во вторичном отделении подвигают осажденныИ материал вверх по наклопной плоскости жолоба 2 и далее и соответствующему прмемняку. Описанное устройство само по себе уже известно.

Важное значение для регулировки имеет возможность перестановки IIO вертикальному направлению поддерживающих скребки 18 траверз 17 при помощи колеса и винтовой резьбы на конце 46 вертикального вала 16.

Это регулирующее устройство позволяет значительно изменять глубину, не выводя скребков выше поверхности жидкости. Высота регулировки завпсит от высоты балочек 19, поддерживающих скребки и разрвзающпх поверхность жидкости.

Следует отметить, что высота балочек l9 может быть больше илп меньше в зависимости от того, как часто желательно пропзводпть сливапие жидкости с материалом через порог.

В виду "îãî,,что вторичное отделение и относящиеся к нему части также большей частью не новы, здесв достаточно описать их вкратце.

Вторичное отделение имеет форму наклонного жолоба 2, внутри которого имеются приводимые механически в движение грабли 5 с лопаткамп пли скребками, передвигающими осадившийся материал шаг за шагом вверх.

Грабли поддерживаются двумя подвесками 6 я 7, пз которых одна 6 расположена близ выходного конца, а вторая 7 — ближе к нижнему концу, причем обе подвески поддержива|отся коленчатыми рычагами 8 и 9, соединснпымп друг с другом, из которых верхний рычаг 8 соединен с качающимся рычагом 10, приводимым в движение кулачком 11, который вращается прц помощи зубчатой передачи, приводимой в движение мотором 12.

Этот механизм периодически приближает и удаляет грабли от дна корыта. Продольная передача грабель взад и вперед производится шатуном 13, приводимым в движение кривошипом, причем это продольное движение, ком бинируясь с поперечным вертикальным движением грабель, дает движение по орбите, благодаря которому осевший на днв корыта материал периодически перемещается вверх по наклонной плоскости, передвигаясь прерывистыми шагами.

В первичном резервуаре 1 некоторые части тоже относятся к числу уже применявшихся до сих пор, в том числе круглый чашеобразный резервуар с покатым дном, наклонным к центру, в котором имеется узкое отверстие 3, ведущее непосредственно в находящееся ниже вторичное отделение. Над резервуаром 1 находится рама 14, на которой расположен мотор 15, приводящий при помощи соответствующих передач, во вращение вертикальный вал 16, кеторый можно перестанавливать в вертикальном направлении.

Этот вал расположен в центре резервуара 1, к нижней части вго прикреплены грабли 4, вращающиеся вместе с валом.

До сих пор было принято устраивать грабли, у которых все скребки были приблизительно одной высоты, т. е. верхняя сторона грабель была параллельна дну бака над тем местом, где грабли расположены, причем грабли находятся ниже уровня воды в резервуаре. В предлагаемом устройстве несущие траверзы грабли не только направлены перпендикулярно к валу, но и расположены выше нормального уровня воды в камере. liaI обычно принято в устройствах подобного рода, грабли снабжены лопатками или скребкзмп 18, расположенными под острыми углами по отношению к радиальным плоскостям, проходящим через ось вала. Нижние IMFlllbI лопаток расположены почти вплотную ко дну резервуара и таким образом сгребают осевший материал по направлению к центру резервуара. На изображенном чертеже лопатки илп скреокп, находящиеся близ центра резервуара, имеют большую высоту, чем лопатки, находящиеся близ наружного края камеры, причем каждая промежуточная лопатка короче соседней лопатки, более близкой к центру.

Высота лопаток пропорциональна глубине жидкости в резервуаре и поэтому наиболее сильное первмешивание получается в местах с наибольшей глубиной жидкости, а в более мелких местах перемешивание получится слабее. Таким образом, интенсивность перемвшиваняя пропорциональна глубине жидкостй и распределяется более равномерно; благодаря этому, оолее мелкие частицы поддерживаются во взвешенном состоянии по всему пространству резервуара и не происходит слишкомсильного первмешпванпя близ наружной периферии резервуара и у верхнвИ поверхности пульпы.

На чертеже лопатки имеют такую длину, что верхние края всех лопаток находятся в одноИ плоскости, прпчем эта плоскость лежит ниже поверхности раствора в резервуаре.

Каждая лопатка поддерживается кронштейном, укрепленным с нижней стороны траверзы 17. Предпочитается такое устройство, прн котором для каждой лопатки имеется отдельный кронштейн, причем прикрепляемая к траверзе часть кронштейна находится выше уровня жидкости, а нижняя часть кронштейна, к которой прикреплена лопатка, погружена в раствор ппже уровня жидкости.

Благодаря этому каждый кронштейн производят умсренлое н равномерное волнение на верхней поверхности пульпы. Этому обстоятельству в настоипем изобретении придается весьма важное значение, и именно по этой причине предпочитается делать отдельныИ кронштейн для каждоИ лопатки. Каждый кронштейн состоит из короткого куска двутавровой балки 19 н имеет верхнюю и нижиою горизонтальные полки и вертикальную стенку. Короткие балочки прикреплены перпендикулярно к траверзам грабель, причем длина каждой балочки предпочтительно делается равной ширине траверзы. При таком устройстве вертикальное ребро балочки расположено по касательной r окружности, описываемой балочкой ири вращении грабель, и, следовательно, поверхностные слои пульпы будут разрезаться только вертякальным ребром кронштейна и не будут испытывать значительных смещений. Режущее действие ребра вызывает, как ока" àëîñü, хотя сравнительно слабое, ио весьма желательное вол иенце в поверхностных слоях жидкости. Рассматривая черте>н, мы видим, то пульпа может ! выходить наружу ио всей окружности резервуара, переливаясь через периферический порог 20. Высота этого порога лежит в плоскости, пересекающей все вертикальные ребра кронштейнов. Перелившаяся через порог пульпа поступает в кругоьой жолоб 21, IIOкато поинжзлощпйся к одной точке, где выходнт наружу через отверстие 22.

Как изображено на фнг. 5, высоту поро, га 2О можно рвгулпрзвагь, с каковой целью порог делается из резинового ремня, плотно надетого на круговой обод чашеобразного резервуара 1, Сходящиеся концы ремня соединяются друг с другом шнурами 41. Сначала выкраивается кусок ремня такой длины, чтобы он плотно обхватывал обод резервуара и затем концы его ошиваются друг с другом шнурами, после чего сшитый ремень надевается нижним концом на обод и затем постепенным поколачиванием его опускают ниже до требуемой высоты. Таким способом можно точно выравнять край порога и урегулировать его высоту независимо от других частей механизма.

Обрабатываемый материал вводится предпочтительно сверху в центральную часть резервуара 1. В изображенном примере материал вводится через впускную трубу 23, откуда попадает в распределительный колодец 24, Этот колодец представляет собой круговой жолоб, с одной стороны которого входит впускная труба 23, направленная о касательной к окружности колодпа 24, так что входящий материал получает впхреобразное направление и немедленно равномерно распределяется по всей окружности колодца (жолоба) 24.

Дно колодца 24 снабжено отверстиями 25, через которые материал проходит на расположенный под колодцем распределительный диск 26. В данном примере диска 26 имеет среднюю часть 27 по крайней мере того же диаметра, как колодец; по периферии эта средняя часть имеет круговой заплечик 28, ниже которого получается круговой фланец (ступенька) 29, плоскость которого параллельна плоскости средней части 27. В изображенном примере средняя часть 27 распределительной плиты прикреплена к верхним краям радиальных траверз грабель, а заплечик 28 представляет собою круговую полосу, вырезанную так, чтобы дать проход названным траверзам, причем нижний край этой полосы лежит ниже траверз и ниже верхнего края порога 20, так что фланец или ступенька 29 лежпт ниже уровня пульпы. Однако, глубина погружения ступеньки 29 в пульпу очень незначительна. На некотором расстоянии от заплечика 28 устроен окружающий его и выступающий кверху sopor 30, прикрепленный к ступеньке 29 н таким образом образующий вместе с этой ступенькой и заплечиком 28 кольцевой жолоб 31, из которого обрабатываемый материал может выходить по всей периферии жолоба через круговой порог 30.

Над жолобом 31 помещается заградительное кольцо 32, расположенное против возвышающейся средней части 27 распределительной плиты, причем нижний край его расположен несколько ниже верхнего края заплечика 28 на некотором расстоянии от него.

Таким образом, кольцо это задерживает материал при его проходе из распределительного колодца 24 в жолоб 31 и не дает материалу другого выхода, какчерез выходной порог 30.

Благодаря такому устройству входящий материал распределяется на большую поверхность и поступает в резервуар на довольно большом расстоянии от центра и поэтому нисколько не мешает потоку жидкости, поднимающемуся вверх через узкое отверстие 3, находящееся в центре дна резервуара, Фланец нли ступенька 29 способствует движению материала по направлению к периферии чаши и не дает ему падать через порог непосредственно книзу. Оседающие частицы входящего материала будут, как мы видим, падать на дно резервуара на известном расстоянии от отверстия 3 и поэтому попадание этих частиц в отверстие будет происходить у краев этого отверстия, а не в центре его; таким образом, входящий снизу вверх поток сможет свободно проходить в пространство, раположенное под распределительной частью 27, Означенный поднимающийся поток создается главным образом выпусканием воды во вторичное отделение через трубу 45.

Как изображено на фпг. 2, 3 и 4, отверстие 3 находится в самой нижней части резервуара, дно которого наклонено к центру так, что отверстие 3 находится не только в самой нижней части, но и в центре резервуара. Неисправная работа классификаторов часто обусловливается скоплением материала во вторичном отделении под названным суженным отверстием. Означенное накопление можно теоретически объяснить тем обстоятельством, что некоторые частицы обладают такими размерамп илп таким удельным весом, что могут оседать в первичной камере, но попадают во вторичную камеру, где не оседают и, поэтому, их нельзя удалить скребками.

Одпако, если такие частицы возвращаются в первичную камеру, то они удаляются через сливной порог. Ноэтому, один из признаков настоящего изобретения состоит в применении средств, при помощи которых можно регулировать величину поднимающегося вверх потока или его скорость. Согласно изобретению регулировка скорости восходящего потока достигается изменением размера суженного отверстия 3. С этой целью применены соотйетствующие йаправляющие 33, расположенные по обе стороны отверстия 3, ив указанных направляющих могут скользить горизонтальные задвижки 34. Для передвигания задвижек и для удержания их в регулированном положении могут быть применены любые управляющие приспособления. В качестве примера такого устройства на чертеже (фиг. 3) показаны прикрепленные к внутреннему концу 36 каждой задвижки скользящие тяги 35, проходящие сквозь ленки вторичного отделения 2 через сальники 37.

Такое устройство позволяет двигать тяги 35 взад и вперед, не причиняя утечки жидкости из бака. Наружный конец каждой тяги 35 снабжен винтовой нарезкой 38, на которую насажен ручной маховичок 39. Если сделать заграждения, препятствующие маховичку перемещаться вдоль оси тяги, но позволяющие ему вращаться, то, вращая маховпчок в ту или другую сторону, мы заставим скользящую тягу 35 передвигаться поступательно в том или другом направлении. С целью задерживания продольного перемещения маховичка можно применить любое подходящее приспособление, например, сделать круговую канавку в ступице маховичка, а опору 40 скользящей тяги снабдить выступающею частью, входящею в названную канавку.

Видоизмененное устройство изображено на фиг. б и 7. Этот вариант представляет собою наиболее рекомендуемую формуустройства, имеющего целью устранить скопление материала у нижнего выходного отверстия резервуара 3, Сущность его состоит в том, что поток, текущий вниз из первичного резервуара во вторичное отделение, разделен от обратного потока, текущего вверх из вторичного отделения в первичный резервуар.

Обратному потоку придается направленный вверх импульс при помощи струи воздуха или воздушного тарана. Дополнительный признак устройства заключается в том, что восходящий поток встречает отклоняющее препятствие или принуждается совершать извилистый путь. В данном случае вместо регулирующих задвижек, показанных на фиг. 3 и 4, имеется сделанное в дне резервуара 1 отверстие 50, внутри которого помещена направленная вверх втулка 51, снабженная внутренним проходом 52. Втулка 5! уже отверстия 50, и поэтому между втулкой и краями отверстия 50 имеется еще наружный проход 53.

Длина втулки 5! целесообразно делается регулируемой. В качестве примера на чертеже показана втулка, состоящая из двух частей: верхней 54 и нижней 55, смежные концы которых снабжены винтовой резьбой, на которую надета соединительная гайка 56.

На практике гайка надевается на нижнюю половину втулки 55 и затеи, по мере надобности, пав инчивается на верхнюю, чтобы получить желаемую длину втулки, Верхняя часть закреплена так, что не может передвигаться вдоль своей оси, для чего в данном примере она проходит через распределительный диск 57, вращающийся вместе с траверзами!7 грабель, п привинчена или припаяна к этому диску. Верхний край втулки 51 выступает вверх на определенную высоту в соответствии с высотой кругового переливного порога 20 резервуара 1. На некотором расстоянии над втулкой 51 укреплена пластина 59, параллельная диску 57. Эта пластина служит для ограничения быстроты поднимающегося потока, перекрывает верхний край втулки 51 и препятствует попаданию материала во втулку.

Заградительная пластина 59 и распределительный диск 57 скреплены другс другом, например, при помощи болта 60. Таким образом, и пластина и диск приводятся во вращение вертикальным валом 16, верхний конец которого скреплен с передаточным колесом, приводимым в движение упомянутым выше мотором 15.

Подлежащий классификации материал вводится в верхнюю часть резервуара 1 через впускной колодец 24 и проходит через отверстия 25, устроенные в нижней части этого колодца и имеющие соответствующие размеры и расположение. Пульпа, содержащая мелкио взвешенные частицы, переливается наружу через порог 20, более крупные частицы падают на дно резервуара 1 и сгребаются скребками к кольцевому отверстию 53, находящемуся между втулкой 5! и краями отверстия 50. Эти частицы проваливаются во вторичное отделение классификатора, где скребки 5 начинают передвигать частицы вверх по наклонному дну, причем производят достаточное перемешивание, благодаря которому проникшие во вторичное отделение мелкие частицы снова переходят из осадка во взвешенное состояние. Во вторичном отделенип классификатора создается обратный поток жидкости, вместе с которым мелкие взвешенные частицы возвращаются обратно в первичный резервуар 1 через кольцевой проход 52, имеющийся внутри втулки 51, и через расйределйтельное прйспособление, т. е. через кольцевой диск 57.

Следует отметить, что впускной жолоб или колодец 24 расположен таким образом, что вводимый свежий материал совершенно не сталкивается с поднимающимся кверху потоком материала„возвращающегося из вторичного отделения.

Для того, чтобы устранить всякое скопление материала в нижней части вторичного жолоба 2 под отверстиями, ведущими как в резервуар 1, так и обратно, предусмотрено приспособление, позволяющее вводить жидкость под давлением и создавать таким образом, по желанию, сильное волнение в указанном пункте. В изображенном частном примере показана воздуховпускная трубка 61, помещенная вертикально внутри втулки 51 приблизительно концентрично с последней. Трубка эта вводится через боковые стенки вторичного отделения классификатора в точке, расположенной под втулкой, затем поворачивает вверх внутри втулки 51, доходя приблизительao ро точки, лежащей выше нормального уровня жидкости в резервуаре 1. Таков устройство препятствует попаданию в воздушную трубку раствора из резервуара 1 в те моменты, когда через эту трубку не нагнетается воздух. Труба 61 помещена внутри муфты 62, прикрепленной к нижней стороне заградительной пластины 59.

Нижний конец трубы 62 открыт и находится приблизительно на уровне нижнего края втулки 51. Между вертикальной воздушной трубкой 61 и трубкой 62, а также между последней и втулкой 51 находятся свободные проходы, Через пространство между трубкой 61 и трубой 62 воздух может проходить вниз к тому пространству, где нормально наблюдается скопление материала. Здесь воздух создает сильное бурление жидкости, способствующее уничтожению скоплений. Пространство между трубой 62 и втулкой 51 делается достаточной ширины для того, чтобы жидкость могла свободно проходить вверх через втулку б! из вторичного отделения в первичную камеру. Текущий вверх из вторичного отделения 12 поток атериала проходит через кольцевое пространство 52 и при этом получает импульс от струи воздуха, проходящей из трубки 61 через трубу 62. Из-под нижнего края трубы 62 воздух выходит пузырьками, поднимающимися вверх по каналу 52, где этм пузырьки способствуют прохождению эверх поднимающегося потока жидкости.

Из чертежа видно, что нижний конец втулки 51 отогнут наружу в виде фланца, образуя таким образом воронку, предохраняющую текущую вверх по втулке жидкость от попадания материала, падающего вниз из резервуара 1 во вторичное отделение. Таким образом обеспечивается бевпрепятственное и правильное прохождение жидкости вверх в резервуар 1 в надлежащем количестве.

Центральная часть дна резервуара 1 целесообразно делается выравненной, например, посредством устройства плиты 64, внешние края которой сливаются с покатыми стенками дна, Края внутреннего отверстия этой плиты снабжены отогнутым в виде воронки круговым фланцем 65, посредством которого плита 64 соединяется с нижним концом покатого дна резервуара 1. Расширенный книзу фланец 65 совместно с расширенным книзу концом 63 втулки направляют спускающийся книзу материал в наружные стороны и таким образом устраняют, насколько это .возможно, встречу материала, двигающегося вверх из вторичного отделения 2, с материалом, проходящим вниз из резервуара 1.

Главная и важная, задача описанного устройства состоит в разделении друг от друга двух движущихся навстречу друг другу потоков материала. С этой целью представляется необходимым давать движущемуся вверх потоку дебавочные импульсы. В описанном примере выполнения изобретения указанная цель достигается помощью воздушного тарана или при помощи отклоняемой струи воздуха, поднимающегося в виде пузырьков через трубу 62. Однако, вместо применения воздухопроводных труб та же цель может быть достигнута при помощи небольшого пропеллера, создающего необходимые добавочные импульсы, способствующие подъему жидкости вверх.

Предмет патента.

Механический классификатор, состоящий из жолоба с приводимыми от особого механпзма скребками и чашеобразного резервуара с накладным дном и скребками, приводимыми от вертикального вала, отличающийся тем, что для прикрепления скребков 1S к траверзам 17 применены короткие балочки 19, расположенные перпендикулярно к траверзе и находящиеся своими нижними частями ниже, а верхними выше уровня жидкости в резервуаре.

Эксперт Н. Н. Котляр

Редактор И. Ф. Альтшулер

Типография .Советский Печатник, Ленинград, Мохоаая, 40.

2. В устройстве по п. 1 применение служащего для отдельного прохода в противоположных направлениях осевшего в резервуаре I материала и пульпы из жолоба 2 в резервуар 1 прпспособления, состоящего из муфты 51, вставленной в выходное отверстие 50, причем для подачи дополнительной! воды применена труба 61, помещенная внутри трубы 62, вставленной во втулку 51 и закрепленной через пластину 59 к вращающемуся OT вертикального вала диску 26.

3. В устройстве по п. 1 применение приспособления для регулировки размера выпускного из резервуара 1 отверстия 3 (фиг, 3, 4).