Конусний сепаратор

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых в безнапорной струе жидкой среды, текущей по наклонной поверхности, в частности к гравитационному разделению тонкозернистых минеральных смесей, и может быть использовано при обогащении рудных пульп. Известен конусный сепаратор, содержащий загрузочное устройство, вибрирующий рабочий конус, установленный на амортизаторах, вибровозбудитель, отсекатели для разделения продуктов обогащения [1]. Недостатком этого конусного сепаратора является металло- и энергоемкость, невысокая эффективность разделения и удельная производительность. Известен конусный сепаратор, включающий распределительный и рабочий конусы, пульподелитель типа сегнерова колеса, кольцевую перфорированную перегородку и разгрузочное приспособление с отсекателем [2]. Указанный аппарат по технической сущности и достигаемому результату является наиболее близким к изобретению. В известном конусном сепараторе невозможно управлять качеством разделения при изменении параметров исходного продукта, что приводит к низкой эффективности обогащения. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать конусный сепаратор путем введения дополнительного устройства, регулир ующего градиент скорости потока в зависимости от параметров рудной пульпы, что позволяет производить высокоэффективное обогащение рудных пульп независимо от их параметров. Поставленная задача решается тем, что конусный сепаратор, включающий распределительный и рабочий конусы, питатель, пульподелитель, кольцевую перфорированную перегородку и разгрузочное приспособление с отсекателем, согласно изобретению, снабжен разделительным элементом, выполненным в виде полого усеченного конуса, состоящего из обечайки и прикрепленных к ее нижней кромке эластичных пластин, при этом разделительный элемент установлен внутри рабочего конуса с возможностью вертикального перемещения, обращен меньшим основанием к его вершине и выполнен с одинаковой с ним конусностью. Изобретение поясняется чертежом. На чертеже показан вертикальный разрез конусного сепаратора. Предлагаемый сепаратор состоит из рабочего конуса 1, установленного на основании 2, металлоконструкции 3, загрузочного устройства 4 с расходными трубками 5, обратного конуса 6 с разгрузочными отверстиями 7 и стабилизирующей стенкой 8, разгрузочного устройства 9 с отсекателями 10. Параллельно рабочему конусу 1 с зазором установлен конус дополнительной обработки 11, закрепленный на упругих регулир уемых стойках 12, которые закреплены. в свою очередь, на обратном конусе 6. Нижняя часть конуса дополнительной обработки 11 выполнена из эластичного материала, разрезанного на полосы по образующей 13. Работает конусный сепаратор следующим образом. Пульпа из загрузочного устройства по расходным трубкам поступает на обратный конус 6, с которого поступает на рабочий конус 1. Перемещаясь вдоль боковой поверхности рабочего конуса, пульпа проходит под конусом дополнительной обработки 11, который одновременно закреплен на упруги х стойках 12 и размещен на свободной поверхности потока пульпы. Оценивая вклад струйных течений, возникающих при обтекании препятствий - недеформируемых включений, погруженных в жидкость, следует отметить, что при больших скоростях потока на включения действует дополнительная к архимедовой и соизмеримая с ней по величине сила в поперечном направлении к потоку. Наличие этой силы и объясняет тот факт, что крупные включения, даже с большим весом, чем мелкие, могут всплывать, тогда как для мелких включений возникающие при струйном обтекании силы малы, что приводит к их осаждению. Для реализации специфических течений в пульпах и смещения максимума продольной скорости потока в направлении дна предлагается разместить смачиваемую поверхность в виде усеченного конуса на свободной поверхности потока пульпы. При этом, в отличие от случая свободной поверхности, на которой достигается максимум продольной скорости, при расположении на свободной поверхности смачиваемой оболочки в виде конуса, максимум скорости смещается в направлении дна боковой поверхности рабочего конуса. Соответственно этому возрастают и силы, связанные со струйным обтеканием включений, что и приводит к более четкой границе раздела в потоке между крупными и мелкими включениями. Для конкретизации запишем выражение для дополнительной поперечной силы где μ ,ρ - вязкость и плотность несущей фазы; U ¥ , а - соотве тственно относительная скорость движения и радиус включения; ¶U - поперечный градиент скорости. ¶Y Учет дополнительных сил, действующих на твердые включения, позволяет сделать вывод о большей по величине силе, действующей на крупные включения по сравнению с мелкими. Результатом этого является то, что крупные частицы находятся в взвешенном состоянии в потоке и, не оседая, двигаются к разгрузке, тогда как мелкие частицы двигаются со скольжением вдоль донной поверхности конуса. При этом, конечно, у крупных частиц скорость продольного движения выше, чем у осевши х на дно частиц. Отметим, что упругие регулируемые стойки решают задачу смещения конуса дополнительной обработки вдоль рабочего конуса. Необходимость в этом диктуется подстройкой к изменению исходных параметров пульпы. В частности, при увеличении количества пульпы, подаваемой на рабочий конус, конус дополнительной обработки следует смещать в направлении разгрузки, чтобы уменьшить турбулизацию потока и реализовать смещение максимума скорости в глубь потока.