RU2094084C1

RU2094084C1 - Horizontal thickening clarifying apparatus

Info

Publication number: RU2094084C1
Application number: RU94044770A
Authority: RU
Inventors: Г.Т. Тютиков; М.Г. Кузьмина; С.Г. Тютиков
Original assignee: Тютиков Григорий Трофимович
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1997-10-27
Also published as: RU94044770A

Abstract

FIELD: thickening and clarifying water both under ground and on surface. SUBSTANCE: apparatus is made in the form of horizontal parallelepiped with filter bed formed by large fractions of solid material of hydraulic mixture and at least one intake cylinder designed for receiving hydraulic mixture which is mounted vertically in center of arbitrary square of filter. Horizontal suction device provided with soil intake ports is used for removal of filter bed and ensuring stable filtration process. it is located above water-distributing manifold at height of filter bed. Horizontal suction device is located over perimeter of apparatus at a distance of 0.3-0.4 m from wall; it is provided with soil intake ports at angles of arbitrary square of filter and is connected with water intake device by means of calibrated branch pipe. EFFECT: renewal of filter bed smoothly over entire area of filter; enhanced efficiency in removal of fine particles of solid material of filter. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидромеханики, а именно к сгустительно-осветительным аппаратам, используемым в гидротранспортных системах при транспорте угля и других сыпучих материалов крупностью до 50 мм на добывающих предприятиях для сгущения гидросмеси и осветления оборотной воды в подземных условиях и на поверхности. The invention relates to the field of hydromechanics, and in particular to thickening-lighting apparatuses used in hydrotransport systems for transporting coal and other bulk materials with a particle size of up to 50 mm in mining enterprises for thickening hydraulic mixtures and clarifying recycled water in underground conditions and on the surface.

Известен способ переработки угля (авт. св. СССР N 1065605, М. кл³ E 21 С 45/00; В 03 В 9/00), в котором предложена конструкция, позволяющая из гидросмеси выделять на грохоте уголь класса +13 мм, а из подрешетного продукта на дуговом сите отделять класс 1-13 мм, из которого формируется фильтрационный слой на движущейся перфорированной поверхности конвейера. Подрешетный продукт с содержанием угля крупностью 0-1 мм равномерным потоком подают на движущийся фильтрующий слой. Основная масса твердых частиц, содержащихся в подрешетном продукте, задерживается в движущемся фильтрующем слое, в результате содержание твердого в осветленной воде должно составлять не более 10 г/л. Полученный при фильтровании осадок крупностью 0-1 мм совместно с фильтрующим слоем крупностью 1-13 мм обезвоживается в аэродинамической трубе, затем смешивается с углем класса +13 мм и выдается на поверхность.A known method of processing coal (ed. St. USSR N 1065605, M. cl ³ E 21 C 45/00; B 03 B 9/00), which proposed a design that allows coal class +13 mm to be separated from the slurry on the screen, and class 1-13 mm is separated from the sublattice product on an arc sieve, from which a filter layer is formed on the moving perforated surface of the conveyor. Sublattice product with a content of coal with a particle size of 0-1 mm in a uniform stream is fed to a moving filter layer. The bulk of the solid particles contained in the sublattice product is retained in the moving filter layer, as a result, the solids content in clarified water should be no more than 10 g / l. The filter cake with a particle size of 0-1 mm together with a filter layer with a particle size of 1-13 mm is dehydrated in a wind tunnel, then mixed with coal of class +13 mm and discharged to the surface.

Недостатками этого способа являются: неравномерность фильтрующего слоя и трудность накопления его, что приводит к размыванию фильтра потоком шламовой воды. The disadvantages of this method are: the unevenness of the filter layer and the difficulty of accumulating it, which leads to erosion of the filter by the flow of sludge water.

Наиболее близким является сгустительный аппарат гидротранспортной системы [авт. св. СССР N 1414413, М.кл³ AI; B О1 D 21/00 Сгустительный аппарат работает следующим образом: гидросмесь поступает в сгустительный аппарат, имеющий вертикальную форму корпуса с коническим днищем. В аппарате гидросмесь расслаивается на твердый осадок и шламовую воду. Крупные классы горной массы, оседая в нижней части аппарата, образуют фильтрационный слой, через который в восходящем направлении фильтруется шламовая вода и который в виде сгущенной гидросмеси непрерывно забирается расположенным в одной части аппарата горизонтальным всасывающим устройством. Таким образом происходит обновление фильтра. Необходимая концентрация сгущенной гидросмеси формируется путем добавления к забираемому твердому материалу части шламовой воды, подводимой по трубе с меньшим, относительно всасывающей трубы, сечением. Шламовая вода из верхней части аппарата подается по водозаборному устройству, установленному вертикально на всю высоту аппарата и представляющему собой трубу прямоугольного сечения, одна из которого выполнена из наклонных пластин (по типу жалюзи), позволяющих проходить в водозаборное устройство воде и препятствующих попаданию крупных частиц горной массы.The closest is the thickening apparatus of the hydrotransport system [ed. St. USSR N 1414413, M.cl ³ AI; B О1 D 21/00 The thickening apparatus works as follows: the hydraulic mixture enters the thickening apparatus, which has a vertical body with a conical bottom. In the apparatus, the hydraulic mixture is stratified into solid sediment and sludge water. Large classes of rock mass, settling in the lower part of the apparatus, form a filtration layer through which sludge water is filtered in an upward direction and which is continuously collected in the form of a condensed slurry by a horizontal suction device located in one part of the apparatus. Thus, the filter is updated. The required concentration of condensed slurry is formed by adding to the solid material to be taken part of the slurry water supplied through a pipe with a smaller section relative to the suction pipe. Slurry water from the upper part of the apparatus is supplied through a water intake device installed vertically to the entire height of the apparatus and consisting of a pipe of rectangular cross section, one of which is made of inclined plates (like blinds) that allow water to pass into the intake device and prevent large particles of rock mass from entering .

Для подачи шламовой воды под фильтрационный слой служит канал заглубленного ввода воды, а для сбора осветленной воды камера осветленной воды. Оба устройства выполнены в виде карманов и располагаются по периметру аппарата с внутренней его стороны одно под другим. В канал заглубленного ввода шламовая вода подводится через патрубок от водозаборного устройства, равномерно распределясь по периметру аппарата, посредством калиброванной щели. Шламовая вода фильтруется в восходящем направлении и, пройдя через движущийся к всосу фильтрационный слой, осветляется и попадает в камеру осветленной воды, откуда через сливной патрубок осветленная вода сливается в водосборник. To feed the sludge water under the filter layer, a channel for in-depth water supply is used, and a clarified water chamber is used to collect clarified water. Both devices are made in the form of pockets and are located around the perimeter of the device from the inside, one below the other. Sludge water is supplied into the channel of a buried inlet through a pipe from a water intake device, evenly distributed around the perimeter of the apparatus, by means of a calibrated slot. Sludge water is filtered in an upward direction and, having passed through a filtering bed moving towards the suction, it is clarified and enters the clarified water chamber, from where the clarified water is drained through the drain pipe into a water collector.

Недостатками этого аппарата являются: принудительная регулировка плотности забираемой гидросмеси, трудность сохранения фильтрационного слоя, малая площадь фильтрации по сравнению с площадью всего аппарата. The disadvantages of this apparatus are: forced adjustment of the density of the collected slurry, the difficulty of maintaining the filtration layer, a small filtration area compared to the area of the entire apparatus.

Задача изобретения совершенствование процесса осветления воды, обновление и стабилизация высоты фильтрационного слоя и упрощение проведения горных работ при строительстве сгустительно-осветительного аппарата. The objective of the invention is to improve the process of clarifying water, updating and stabilizing the height of the filtration layer and simplifying mining operations during the construction of a thickening and lighting apparatus.

Поставленная задача достигается тем, что сгустительно-осветительный аппарат имеет форму горизонтально расположенного параллелепипеда и может располагаться в горизонтальной горной выработке с вертикальными перемычками. Горизонтальное всасывающее устройство с грунтозаборными окнами расположено выше водораспределительного коллектора, предназначенного для подвода шламовой воды под фильтрационный слой, на высоту фильтрационного слоя и выполнено таким образом, чтобы обеспечить равномерное удаление верхней части фильтрационного слоя по всей площади фильтра. Такое конструктивное решение позволяет осуществлять обновление фильтрационного слоя равномерно по всей площади фильтрации и удалять наиболее мелкие частицы твердого, входящие в состав фильтрата, поскольку в процессе восходящей фильтрации, наиболее насыщенной задерживаемыми частицами, оказывается верхняя часть фильтрационного слоя. Конструкция аппарата позволяет отказаться от камеры осветленной воды, таким образом площадь фильтрации служит вся площадь осветлителя. The task is achieved in that the thickening and lighting apparatus has the shape of a horizontally placed parallelepiped and can be located in a horizontal mine working with vertical jumpers. A horizontal suction device with dredging windows is located above the water distribution manifold designed to supply slurry water under the filter layer to the height of the filter layer and is designed to ensure uniform removal of the upper part of the filter layer over the entire filter area. Such a constructive solution allows updating the filtration layer evenly over the entire filtration area and removing the smallest solid particles that are part of the filtrate, since in the process of upward filtration, the upper part of the filtration layer is most saturated with delayed particles. The design of the apparatus allows you to abandon the clarified water chamber, thus the filtration area serves the entire area of the clarifier.

На фиг. 1 изображен сгустительно-фильтрационный аппарат горизонтального типа, общий вид; на фиг. 2 вид сверху. In FIG. 1 shows a thickening-filtering apparatus of a horizontal type, general view; in FIG. 2 top view.

Аппарат состоит из корпуса 1 в форме горизонтально расположенного параллепипеда, внутри которого вертикально установлен один или несколько приемных цилиндров 2 в виде трубы большого диаметра, предназначенных для приема поступающей гидросмеси. Приемный цилиндр 2 устанавливается в центре каждого условного квадрата фильтра. Количество цилиндров равно количеству условных квадратов и зависит от объема перерабатываемой гидросмеси. Между цилиндром и дном пульпосборника имеется зазор для прохождения оседающей горной массы. В нижней части аппарата расположен водораспределительный коллектор 3 с водоотводными трубами 4, снабженными отверстиями для выпуска воды. Это позволяет осуществлять равномерный подвод потока шламовой воды под фильтрационный слой. Водораспределительный коллектор 3 подсоединен к гидроциклону или делителю пульпы, обеспечивающему деление по пограничному зерну. The apparatus consists of a housing 1 in the form of a horizontally located parallelepiped, inside of which one or more receiving cylinders 2 are vertically mounted in the form of a large-diameter pipe designed to receive the incoming hydraulic mixture. The receiving cylinder 2 is installed in the center of each conditional filter square. The number of cylinders is equal to the number of conditional squares and depends on the volume of the processed slurry. Between the cylinder and the bottom of the pulp collector there is a gap for the passage of the settling rock mass. In the lower part of the apparatus there is a water distribution manifold 3 with drain pipes 4 provided with openings for discharging water. This allows a uniform supply of slurry water flow under the filter layer. The water distribution manifold 3 is connected to a hydrocyclone or pulp divider, providing division along the boundary grain.

Горизонтальное всасывающее устройство 5, способное работать из-под завала твердым материалом, располагается выше водораспределительного коллектора на величину фильтрационного слоя и выполнено в виде горизонтального трубопровода, проложенного по периметру фильтрационного слоя, с грунтозаборными окнами, расположенными по углам условного квадрата фильтра на расстоянии 0,3-0,4 м от стенки осветителя так, что обеспечивают равномерное удаление горной массы по всей площади фильтра. Горизонтальное всасывающее устройство через калиброванный патрубок подсоединено к водозаборной трубе 6. A horizontal suction device 5, capable of working from under the blockage with solid material, is located above the water distribution manifold by the size of the filtration layer and is made in the form of a horizontal pipeline laid along the perimeter of the filtration layer, with dirt windows located at the corners of the conditional square of the filter at a distance of 0.3 -0.4 m from the wall of the illuminator so that they ensure uniform removal of rock mass over the entire filter area. The horizontal suction device through a calibrated pipe connected to the intake pipe 6.

Для обеспечения движения осветленной воды и предотвращения перелива поступающей гидросмеси из цилиндра 2 в аппарат, цилиндр выполняется выше корпуса аппарата на величину сопротивления твердого осадка горной массы при его вытеснении из трубы. Для аварийного опорожнения аппарата он снабжен горизонтальным всасывающим устройством 7 с задвижкой, которое расположено на дне аппарата и подключено через калибровочный патрубок к водозаборной трубе. To ensure the movement of clarified water and prevent overflow of incoming hydraulic fluid from cylinder 2 into the apparatus, the cylinder is higher than the apparatus body by the resistance value of the solid sediment of the rock mass when it is displaced from the pipe. For emergency emptying of the apparatus, it is equipped with a horizontal suction device 7 with a valve, which is located at the bottom of the apparatus and is connected through a calibration pipe to the intake pipe.

Сгустительно-осветительный аппарат горизонтального типа работает следующим образом. A thickening-lighting apparatus of the horizontal type works as follows.

Перед подачей в аппарат исходная гидросмесь разделяется в гидроциклоне или делителе пульпы на гидросмесь с крупными фракциями горной массы и шламовую воду. Гидросмесь поступает в приемный цилиндр 2, где под действием сил гравитации разделяется на шламовую воду и твердый осадок, состоящий из крупных частиц горной массы. Благодаря зазору между приемным цилиндром и дном аппарата, твердый осадок вытесняется из цилиндра в аппарат за счет разности уровней жидкости в цилиндре и аппарате и движется от торца цилиндра к грунтозаборным окнам горизонтального всоса, образуя в аппарате фильтрационный слой. Верхняя часть фильтра забирается горизонтальным всасывающим устройством 5, расположенным по периметру аппарата на расстоянии 0,3-0,4 м от стенки, через грунтозаборные окна из нескольких точек фильтрационной площади, обеспечивая равномерное непрерывное обновление фильтрационного слоя. Необходимая концентрация сгущенной гидросмеси достигается дозированным подводом шламовой воды из водозаборной трубы 6 в горизонтальное всасывающее устройство 5 путем установки патрубка с заданным диаметром. Before feeding into the apparatus, the initial slurry is separated in a hydrocyclone or pulp divider into a slurry with large fractions of rock mass and sludge water. The slurry enters the receiving cylinder 2, where, under the influence of gravitational forces, it is separated into sludge water and a solid sediment consisting of large particles of rock mass. Due to the gap between the receiving cylinder and the bottom of the apparatus, solid sediment is displaced from the cylinder into the apparatus due to the difference in liquid levels in the cylinder and apparatus and moves from the end of the cylinder to the horizontal intake windows of the suction, forming a filter layer in the apparatus. The upper part of the filter is taken by a horizontal suction device 5, located around the perimeter of the device at a distance of 0.3-0.4 m from the wall, through the soil-collection windows from several points of the filtration area, ensuring uniform continuous updating of the filtration layer. The required concentration of condensed slurry is achieved by the dosed supply of slurry water from the intake pipe 6 to the horizontal suction device 5 by installing a pipe with a given diameter.

Шламовая вода из циклона, или делителя пульпы, поступает в водораспределительный коллектор 3 и водоотводные трубы 4, расположенные в нижней части аппарата, и равномерно распределяется по всей площади фильтра. Шламовая вода, двигаясь в восходящем направлении за счет напора, создаваемого разностью уровней циклона или делителя пульпы и аппарата 1, разрыхляет фильтрационный слой, в котором задерживаются мелкие частицы твердого, осветляется, скапливается в верхней части сгустительно-осветительного аппарата, собирается водосборным коллектором 8 и отводится потребителю. Slurry water from a cyclone, or pulp divider, enters the water distribution manifold 3 and drain pipes 4 located in the lower part of the apparatus and is evenly distributed over the entire filter area. Slurry water, moving in the ascending direction due to the pressure created by the difference in levels of the cyclone or pulp divider and apparatus 1, loosens the filter layer, in which small solid particles are retained, clarifies, accumulates in the upper part of the thickening-lighting apparatus, is collected by the drainage collector 8 and is discharged to the consumer.

Использование предлагаемого сгустительно-осветительного аппарата горизонтального типа позволит: в подземных условиях или на поверхности сгущать гидросмесь с объемным отношением твердого в ней до 50% осветлять оборотную воду с массовой концентрацией твердого в ней до 1 г/л без использования флокулянтов с высокими удельными нагрузками до 40 м³/ч•м², сократить количество оборудования и трубопроводов, увеличив срок их службы, снизить расход электроэнергии, упростить проведение горных работ при строительстве осветителей в шахте.Using the proposed horizontal thickening-lighting apparatus will allow: to thicken the slurry with the volume ratio of solid in it up to 50% under underground conditions or on the surface with a mass concentration of solid in it up to 1 g / l without the use of flocculants with high specific loads of up to 40 m ³ / h • m ² , reduce the number of equipment and pipelines, increase their service life, reduce energy consumption, simplify mining operations during the construction of illuminators in the mine.

Claims

1. Thickening and clarifying apparatus, comprising a housing, a filter layer formed by large fractions of solid slurry material, a horizontal suction device with a dirt window, a loading device, a water collector and a water intake device, characterized in that it is equipped with a water distribution manifold, the housing is made in the form of horizontally of the parallelepiped, the loading device is made in the form of a vertically located receiving cylinder, a horizontal suction mouth oystvo dredge provided with additional windows.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that for the output of solid sediment and updating the filter layer during the clarifier operation, the receiving cylinder is installed with a gap between its end and the bottom of the device in the center of the conditional square of the filter layer, while the device is equipped with additional receiving cylinders, the amount of which is determined by the volume of processed slurry.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that for exchanging the filtration layer during clarifier operation and a stable filtering process, a horizontal suction device is located around the perimeter of the housing at a distance of 0.3 0.4 m from its wall above the water distribution manifold by the height of the filtration layer and is connected to the intake the device by means of a calibration pipe, while the intake windows of the horizontal suction device are located at the corners of the conditional square.