Сепаратор магнітно-циклонний пневматичний

1. Сепаратор магнітно-циклонний пневматичний, що складається із циліндричного корпуса, нижня частина якого виконана у вигляді зрізаного розвантажувального конуса, при цьому у верхній частині корпуса тангенціально встановлений вхідний патрубок, зв'язаний із пневмосистемою, що подає вихідну сировину, а коаксіально корпусу, усередині нього, вертикально встановлений вихлопний патрубок, який відрізняється тим, що корпус оснащений співвісним циліндричним перехідником із щілинними отворами, при цьому із зовнішньої частини корпуса в зоні щілинних отворів 3 33604 вого прискорення вихідному потоку сировини призводить до необоротних втрат корисного магнітосприйнятливого компонента, частки якого уносяться разом із хвостами, а збільшення градієнта магнітної системи призводить до налипання магнітосприйнятливих часток на стінки корпуса, попереджаючи їхнє сповзання у низ до розвантажувального патрубка. Крім того, нерегламентоване нагромадження усередині корпуса магнітосприйнятливих часток призводить до захвату утворених флокул з магніто-сприйнятливих і немагніто-сприйнятливих часток. Відома конструкція не дозволяє оперативно змінювати параметри технологічного режиму залежно від фізико-механічних властивостей ви хідної сировини і її гранулометричного складу. У цілому, робота пристрою характеризується або значними втратами корисного компонента, або низьким його вмістом в отриманому концентраті. Все це негативно позначається на технікоекономічних показниках збагачувального циклу розробки техногенних покладів. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним, як прототип, є сепаратор, що складається із циліндричного корпусу, нижня частина якого виконана у вигляді усіченого розвантажувального конуса, при цьому у вер хній частині корпуса тангенціально встановлений вхідний патрубок, пов'язаний із пневмосистемою, що подає вихідну сировину, а коаксіально корпусу, усередині нього, вертикально встановлений вихлопний патрубок [Г.К. Смышляев "Воздушная классификация в технологии переработки полезных ископаемых", М: "Недра", 1969г., стр.53-55]. Робота пристрою основана на формуванні висхідних відцентрових потоків, що несуть частки малої щільності, а також спадних потоків, які з урахуванням дії сил гравітації захоплюють за собою частки значної густини. Часткове видалення компонентів, що засмічують, забезпечується формуванням висхідного потоку, утвореного у результаті підсмоктування повітря з периферійних частин розвантажувального отвору в нижній частині корпуса. Недоліком відомого сепаратора є те, що поділ вихідної сировини здійснюється тільки по крупності (гравітаційній) складових його часток і їхній питомій вазі. Конструкцією, відомого сепаратора не передбачається вилучення із загального потоку вихідної сировини часток, що мають магнітосприйнятливі властивості. Крім того, конструкція сепаратора не забезпечує можливості широкого регулювання параметрів сепарації через те, що співвідношення кількості повітря подаваного в сепаратор з вихідним живленням і його відвід через вихлопний патрубок не може істотно змінюватися. Передбачене підсмоктування повітря в нижній частині. корпуса не забезпечує якісного очищення важкої і великої фракції по всьому перетину сепаратора. Істотним недоліком відомого сепаратора є те, що зона відцентрового і гравітаційного поділу сировини (відбійно-вихровий конус) і зона підсмоктування повітря в конструкції сепаратора розділені 4 по вертикалі, що знижує ефективність і продуктивність сепарації, а також обмежує параметри сировини, що підлягає збагаченню. Завданням корисної моделі є удосконалення конструкції сепаратора за рахунок комплексного впливу на вихідний продукт, що полягає у формуванні вихідного потоку сировини, додання йому відцентрового прискорення, магнітного і гравітаційного впливів, а також впливу спрямованими висхідними потоками повітря, які забезпечують утворення продуктів переробки, складові компоненти яких відрізняються по фізико-механічних властивостях і гранулометричному складу. Реалізація корисної моделі забезпечує високий ступінь сухого збагачення сировини з утворенням трьох товарних продуктів: магнітосприйнятливого, крупнофракційного і дрібнодисперсного. Комплексний вплив на вихідну сировину дозволяє зменшити стадійність її переробки і відмовитися від громіздкого технологічного устаткування, яке забезпечує послідовне отримання корисних компонентів. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що сепаратор магнітно-циклонний пневматичний, що складається із циліндричного корпуса, нижня частина якого виконана у вигляді усіченого розвантажувального конуса, при цьому у верхній частині корпуса тангенціально встановлений вхідний патрубок, пов'язаний із пневмосистемою, що подає вихідну сировину, а коаксиально корпусу, усередині нього, вертикально встановлений вихлопний патрубок. Відповідно до корисної моделі, корпус, постачений співвісним циліндричним перехідником із щілинними отворами, при цьому із зовнішньої частини корпуса в зоні щілинних отворів розташовані обертові скидальні обичайки усередині яких розташовані обертові магнітні системи, а під нижнім устям вихлопного патрубка співвісно корпусу розташований конічний концентратор у вигляді усіченого конуса, під яким розташована воронка уловлювача з розвантажувальним патрубком, причому зовнішній діаметр розвантажувального патрубка менше вихідного отвору розвантажувального конуса корпуса, при цьому розвантажувальний патрубок постачений рухливим регулятором підсмоктування повітря, який виконаний з можливістю зміни параметрів просвіту між вихідним отвором розвантажувального конуса корпуса і розвантажувальним патрубком. Для зміни параметрів збагачення вихідної сировини регулятор підсмоктування повітря, уловлювач із розвантажувальним патрубком і вихлопний патрубок виконані рухливими із можливістю зміни положення по вертикалі щодо осі корпуса. Сепаратор магнітно-циклонний пневматичний ілюструється схемами, де на Фіг.1 показана вертикальна проекція пристрою; на Фіг.2 - розріз по А-А Фіг.1; на Фіг.3 - розріз по Б-Б Фіг.1; на Фіг.4 - вид В Фіг.1. Сепаратор магнітно-циклонний пневматичний складається із циліндричного корпуса 1, нижня частина якого виконана у вигляді усіченого розвантажувального конуса 2. У верхній частині корпуса 1 тангенціально встановлений вхідний патрубок 3 5 33604 пов'язаний із (нагнітальною) пневмосистемою 4, за допомогою якої відбувається транспортування і аерування вихідної сировини. Коаксиально корпусу 1, всередині нього, вертикально встановлений вихлопний патрубок 5 для відділення дрібнодисперсного продукту. Корпус 1 постачений співвісним циліндричним перехідником 6 із щілинними отворами 7. Із зовнішньої частини корпуса 1 в зоні щілинних отворів 7 розташовані обертові скидальні обичайки 8, усередині яких розташовані обертові магнітні системи 9. Під нижнім устям вихлопного патрубка 5 співвісно корпусу 1 розташований конічний концентратор 11 у вигляді усіченого конуса під яким розташована воронка уловлювача 11 з розвантажувальним патрубком 12. Зовнішній діаметр розвантажувального патрубка 12 менше вихідного отвору розвантажувального конуса 2 корпуса 1. Розвантажувальний патрубок 12 постачений рухливим регулятором підсмоктування повітря 13, який виконаний з можливістю зміни параметрів просвіту кільцевого отвору між конусом 11 і розвантажувальним патрубком 12. Зміна параметрів збагачення вихідної сировини забезпечується тим, що регулятор підсмоктування повітря 13, уловлювач 11 із розвантажувальним патрубком 12 і вихлопний патрубок 5 виконані рухливими із можливістю зміни положення по вертикалі щодо осі корпуса 1. Вихлопний "Патрубок 5 пов'язаний із всасною повітряною системою пилосадження 14, яка постачена циклонами або фільтрами 15. Крім того, сепаратор може бути постачений пристроями для збору і наступного транспортування магнітосприйнятливого і крупнофракційного продукту (на схемах не показані). Сепаратор магнітно-циклонний працює в такий спосіб: У пневмосистемі 4 що подає, повітронагнітальний пристрій (компресор, повітродувка, вентилятор) забезпечує аерування вихідної сировини і подачу сировини з- необхідною ваговою концентрацією і швидкістю руху суміші в корпусі 1 сепаратора. Одночасно у пневмосистемі 14 що відводить, повітродувний пристрій працює на всас. За рахунок - нагнітального підведення аеросуміші в циліндричний корпус 1, вихідна сировина робить вихровий рух, обгинаючи вихлопний патрубок 5. Частки вихідної сировини у зваженому стані піддаються впливу відцентрових сил. Відбувається первинний поділ аеросуміші, при якому важкі і великі частки сировини локалізуються в периферійній частині кільцевого перетину сепаратора поблизу внутрішньої стінки корпуса 1., Легкі і дрібні частки, розподілені в просторі між вихлопним патрубком 5 і зоною локалізації важких і великих часток сировини. У міру вихрового переміщення, потік опускається в нижню частину корпуса 1, туди де розташований циліндричний перехідник -у зону нижнього устя ви хлопного патрубка 5. У цій зоні здійснюється основний процес поділу вихідної сировини на складові компоненти трьома потоками. Попередньо сегрегована, за рахунок відцентрових перевантажень, аеросуміш, роблячи спіра 6 льний (вихоровий) рух у циліндричній частині перехідника 6, піддається впливу магнітної системи 9. При цьому більші (важкі) частки сировини що наближені до внутрішньої стінки перехідника 6, піддаються більш інтенсивному впливу магнітного поля за рахунок наближення до поверхні магнітів 9. При фіксованому положенні магнітних систем може відбуватися нагромадження магнітосприйнятливих часток, що може призвести до різкого зниження ефективності процесу сепарації. У заявленій конструкції передбачене виконання двохполюсних обертових магнітних систем 9, що забезпечують формування пульсуючих магнітних полів. Частки сировини, що мають магнітні властивості, виводяться з корпусу 1 сепаратора через щілинні отвори 7 перехідника 6. При цьому, за рахунок розрідження, створюваного в корпусі 1 сепаратора повітродувним пристроєм системи пилеосадження 14 (розрідження забезпечується більшою продуктивністю повітродувного пристрою 14 пневмосистеми, що відводить у порівнянні із пристроєм пневмосистеми, що подає 4), здійснюється підсмоктування атмосферного повітря через щілинні отвори 7. Напрямок підсмоктування протилежний напрямку руху магнітних часток сировини, що сприяє додатковому очищенню магнітного продукту від немагнітного. Відділення магнітного концентрату, що утримується магнітним полем 9 здійснюється за рахунок обертання циліндричних обичайок 8, виконаних, з немагнітного матеріалу, які мають діаметр значно більше діаметра обертання рухливи х магнітних систем 9. Вісь обертання обичайок 8 . паралельна осі обертання магнітних систем 9 і має ексцентриситет, що дозволяє відокремити магнітний матеріал, послабити дію магнітного поля і забезпечити скидання магнітного концентрату. Великі (важкі) частки вихідної сировини, що не мають магнітних властивостей, при вихровому русі аеросуміші попадають у конічний концентратор 11, втрачають швидкість переміщення при контакті із внутрішньою поверхнею конуса 2 і під дією відцентрових і гравітаційних сил скидаються в уловлювач 11, по якому вилучаються із зони сепарації для наступного транспортування і. складування. Додаткове очищення великої (важкої) фракції від шламових дрібнодисперсних часток малої щільності здійснюються висхідними потоками повітря, утвореними у результаті роботи пневмосистеми, що відводить 14. Ці потоки формуються за рахунок створюваного розрядження, яке призводить до того, що а тмосферне повітря проникає в простір кільцевого отвору між конусом 10, та розвантажувальним патрубком 12, обтікає воронку уловлювача 11 і піднімається на зустріч спадному потоку сепарованої сировини. Дрібні частини, швидкість витання яких нижче швидкості висхідного потоку повітря, несуться у ви хлопний патрубок 5. Відповідно до теорії циклона, за рахунок утворення зустрічного вихру і підсмоктування через конусну частину 2, у ви хлопний патрубок 5 надхо 7 33604 дять також дрібні (легкі) частки аеросуміші, що утворені у результаті сепарації вихідної сировини на складові компоненти. Ці частки, переміщаючись по вихлопному патрубку 5, осаджуються в пилоосаджувальному пристрої 15 (циклон, фільтр і т. і.) пневмосистеми, що відводить 14. Вихідна сировина може відрізняться по фізикомеханічним властивостях і гранулометричному складу. Виходячи із цього, режим сепарації для кожного виду сировини повинен бути регламентований відповідно до якісних показників збагачення і одержання відповідних товарних продуктів - концентратів. У заявленому пристрої ефективність пневматичної сепарації визначається просторовим положенням конструктивних елементів, що формують повітряні потоки у процесі технологічного режиму. До ци х конструктивних елементів відносяться: регулятор підсмоктування повітря 13, уловлювач 11 із розвантажувальним патрубком 12 і вихлопний патрубок 5. Перераховані елементи виконують рухливими із можливістю зміни положення по вертикалі, щодо осі корпуса 1 і наступної фіксації. Зміна положення може здійснюватися в ручному режимі або за допомогою засобів автоматичної системи керування, що адаптує параметри вихідної сировини з оптимальним протіканням технологічного циклу. Зміна положення устя вихлопного патрубка 5 визначає формування основної зони поділу вихідної сировини, а положення регулятора підсмоктування повітря 13 і уловлювача 11 з розвантажувальним патрубком 12 визначає параметри висхідних і з устрічно-направлених потоків. Дослідно-промислові випробування сепаратора показали його високу ефективність при збага 8 ченні сировини, представленої золою уносу промислових установок у яких як енергоносій застосовується вугілля. При роботі магнітно-циклонного пневматичного сепаратора забезпечується можливість глибокого збагачення вихідної сировини і одержання трьох видів концентратів, які представляють собою коштовну високоліквідну сировину. Залізовмісний концентрат дозволяє одержати високоякісні феросплави, вміст домішок яких не перевищує припустимі межі, крім того, цей концентрат може бути використаний при агломераційних або інших металургійних процесах. Концентрат із крупнофракціонованого продукту, представлений полими або цільними частками, як правило, сферичної форми. Ці частки являють собою сировину для будівельної промисловості як наповнювач і теплоізолюючий матеріал. Крім того, ці частки, маючи високу температуру плавлення, можуть бути використані як матеріал, який можливо використовувати при високих температурах для запобігання окислювання і зношування поверхонь підданих термічному впливу. Отриманий у результаті сепарації дрібнодисперсний продукт має високу ступінь гідратації при взаємодії з водою. Це дозволяє використовувати цей продукт як пуццоланову добавку у сумішах, що твердіють, або разом із цементами різних марок, що значно знижує собівартість будівельних конструкцій. Використання сепаратора дозволяє знизити негативні впливи на екологію промислового регіону за рахунок можливості повної утилізації золи уносу і запобігання значного пиловиділення у відкритих шламосховища х. 9 Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 33604 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601