RU2676111C1 - Method of centrifugal separation of mixtures - Google Patents
Method of centrifugal separation of mixtures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676111C1 RU2676111C1 RU2017145741A RU2017145741A RU2676111C1 RU 2676111 C1 RU2676111 C1 RU 2676111C1 RU 2017145741 A RU2017145741 A RU 2017145741A RU 2017145741 A RU2017145741 A RU 2017145741A RU 2676111 C1 RU2676111 C1 RU 2676111C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bowl
- axis
- separation
- rotation
- generatrix
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 11
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 210000003477 cochlea Anatomy 0.000 description 3
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
- B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
- B03B5/28—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation
- B03B5/30—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions
- B03B5/32—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions using centrifugal force
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к способам обогащения драгоценных металлов при разработке россыпей, измельченного материала руд золота и платины, концентратов цветных металлов.The invention relates to the mining industry, and in particular to methods of enrichment of precious metals in the development of placers, crushed material of gold and platinum ores, non-ferrous metal concentrates.
Одним из известных технических решений является центробежно-вибрационный способ разделения смесей, включающий подачу суспензии во вращающуюся вокруг своей оси чашу с нарифлениями, воздействие на чашу силовыми импульсами в плоскости, перпендикулярной к оси чаши, вывод продуктов разделения и при этом отношение частоты силовых импульсов к частоте вращения чаши составляет более 3, но менее 11 (патент РФ, 2031727, 27.03.95, В03В 5/32).One of the known technical solutions is the centrifugal-vibrational method of separating mixtures, including feeding the suspension into a bowl with arifances rotating around its axis, exposing the bowl to power pulses in a plane perpendicular to the axis of the bowl, outputting the separation products, and thus the ratio of the frequency of the power pulses to the frequency the rotation of the bowl is more than 3, but less than 11 (RF patent, 2031727, 03/27/95,
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- относительно невысокая эффективность по разделению смесей, поскольку, возникающие при работе центробежные и планетарные силовые поля, действуют на частицы материала в одной плоскости;- relatively low efficiency in the separation of mixtures, since the centrifugal and planetary force fields that arise during operation act on particles of material in the same plane;
- запрессовка минеральной постели при увеличении времени работы между сполосками;- pressing in the mineral bed while increasing the working time between the strips;
- появление интенсивных вибраций при высоких частотах силовых импульсов за один оборот чаши.- the appearance of intense vibrations at high frequencies of power pulses in one revolution of the bowl.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ разделения зернистых материалов по плотности, включающий подачу смеси в сепаратор, сообщение материалу прецессионного движения, разделение в переменном центробежном поле и вывод продуктов разделения (патент РФ, 2132736, 10.07.99, В03В 5/32, прототип).Closest to the invention, the technical solution is a method for separating granular materials by density, including feeding the mixture into a separator, communicating the material with precessional motion, separation in an alternating centrifugal field and output of separation products (RF patent, 2132736, 07/10/99,
Недостатками известного способа являютсяThe disadvantages of this method are
- невысокая эффективность по разделению смесей, поскольку разделение происходит в водяной волне, перемещающейся по кругу, а воздействующие на материал в сепараторе центробежные силовые поля имеют малую интенсивность;- low efficiency in the separation of mixtures, since the separation occurs in a water wave moving in a circle, and the centrifugal force fields acting on the material in the separator are of low intensity;
- узкий диапазон регулирования технологическими параметрами процесса обогащения исходного материала.- a narrow range of regulation of technological parameters of the process of enrichment of the source material.
Решаемая задача:The problem to be solved:
- повышение эффективности разделения смесей в потоке суспензии;- increasing the efficiency of separation of mixtures in the suspension stream;
- расширение диапазона регулирования технологическими параметрами процесса обогащения исходного материала.- expanding the range of regulation of technological parameters of the process of enrichment of the source material.
Поставленная задача достигается тем, что в способе разделения зернистых материалов по плотности, включающем подачу смеси в сепаратор в виде чаши, сообщение материалу прецессионного движения, разделение в переменном центробежном поле и вывод продуктов разделения, воздействие на смесь производят центробежным полем с интенсивностью до десятков g, профиль зоны разделения чаши задают цилиндрическим или слабоконическим с прямой или обратной конусностью по отношению к сливному порогу чаши, угол наклона оси чаши к оси вращения устанавливают большим угла уклона образующей зоны разделения чаши, а угол уклона образующей задают таким, при котором прецессионным перемещением образующей зоны разделения от максимального до минимального радиуса удаления от оси вращения изменяют направление наклона образующей к оси вращения и изменяют вектор продольной составляющей центробежной силы по направлению вдоль образующей зоны разделения на противоположное, и воздействием этой продольной составляющей центробежной силы осуществляют турбулизацию потока суспензии.The problem is achieved in that in a method for separating granular materials by density, including feeding the mixture into a separator in the form of a bowl, communicating the material with precessional motion, separation in an alternating centrifugal field and output of separation products, the mixture is exposed to a centrifugal field with an intensity of up to tens of g, the profile of the separation zone of the bowl set cylindrical or slightly conical with direct or inverse taper with respect to the drain threshold of the bowl, the angle of inclination of the axis of the bowl to the axis of rotation is set the angle of inclination of the generatrix of the separation zone of the bowl is greater, and the angle of inclination of the generatrix is set such that the direction of inclination of the generatrix to the axis of rotation is changed by the precession movement of the generatrix of the separation zone from the maximum to the minimum radius of rotation and the longitudinal component of the centrifugal force is changed in the direction along the generatrix separation to the opposite, and by the action of this longitudinal component of the centrifugal force, the suspension stream is turbulized.
Из источников, ставших общедоступными, не выявлены технические решения, характеризующиеся признаками идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения на способ центробежного разделения смесей, а по отношению к техническому решению, принятому за прототип, выявлена совокупность существенных отличительных признаков в заявляемом объекте, которые изложены в формуле изобретения.From sources that have become publicly available, no technical solutions have been identified that are characterized by characteristics identical to all the essential features of the claimed invention for the centrifugal separation of mixtures, and with respect to the technical solution adopted as a prototype, a set of essential distinguishing features in the claimed object are identified, which are set forth in the claims .
Следовательно, заявленное изобретение на способ центробежного разделения смесей соответствует требованию «новизна».Therefore, the claimed invention on a method of centrifugal separation of mixtures meets the requirement of "novelty."
Анализ известных технических решений по способу в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого способа центробежного разделения смесей по плотности в переменных центробежных полях. Совокупность его существенных признаков обеспечивает способу новое качество, выражающееся:Analysis of the known technical solutions according to the method in the studied area allows us to conclude that there are no signs in them that are similar to the significant distinguishing features of the proposed method for centrifugal separation of mixtures by density in variable centrifugal fields. The combination of its essential features provides the method with a new quality, expressed:
1). В повышении эффективности процесса разделения смесей по плотности, которое в предлагаемом техническом решении достигается:one). In increasing the efficiency of the process of separation of mixtures by density, which in the proposed technical solution is achieved:
воздействием на смесь центробежным полем с интенсивностью до десятков g, что увеличивает гидравлическую крупность частиц, производит их псевдоукрупнение и повышает эффективность разделения частиц малого размера;exposure of the mixture to a centrifugal field with an intensity of up to tens of g, which increases the hydraulic coarseness of the particles, produces their pseudo-enlargement and increases the efficiency of separation of small particles;
созданием при прецессионном движении чаши эффекта, когда вектор продольной составляющей центробежной силы, действующей на материал вдоль образующей зоны разделения чаши, периодически изменяется по величине и по направлению. Под действием этих знакопеременных сил, направленных вдоль оси чаши, минеральная постель испытывает сложные движения, сходные с движением на концентрационном столе и перемешивается. Все это происходит в нормальном к оси вращения переменном по интенсивности центробежном поле, что в совокупности с гидродинамическим воздействием обеспечивает повышение эффективности разделения смесей, осаждение тяжелых частиц в рифлях и вынос легких частиц из рифлей. За один оборот все точки минеральной постели вдоль зоны разделения чаши по мере прецессионного движения образующей зоны разделения относительно оси вращения подвергаются воздействию знакопеременных продольных центробежных сил, а также - воздействию переменных по интенсивности центробежных сил нормальных к оси вращения.by creating during the precessional movement of the bowl the effect when the vector of the longitudinal component of the centrifugal force acting on the material along the generatrix of the separation zone of the bowl periodically changes in magnitude and direction. Under the influence of these alternating forces directed along the axis of the bowl, the mineral bed undergoes complex movements similar to the movement on the concentration table and mixes. All this happens in a centrifugal field normal in intensity to the axis of rotation, which, combined with hydrodynamic action, provides an increase in the separation efficiency of mixtures, the deposition of heavy particles in the flutes and the removal of light particles from the flutes. During one revolution, all points of the mineral bed along the separation zone of the bowl, as the precession motion of the generatrix of the separation zone relative to the axis of rotation, is exposed to alternating longitudinal centrifugal forces, and also to the action of variables of intensity of centrifugal forces normal to the axis of rotation.
2). В расширении диапазона регулирования технологическими параметрами процесса обогащения исходного материала, которое в предлагаемом техническом решении достигается возможностью задавать профиль зоны разделения чаши цилиндрическим или слабоконическим с прямой или обратной конусностью по отношению к ее сливному порогу. Такое техническое решение позволяет устанавливать соотношения между углом наклона оси чаши к оси вращения и углом уклона образующей зоны разделения чаши в более широком диапазоне и регулированием этих соотношений, а также скоростью вращения, изменять величину продольной составляющей центробежной силы, устанавливать отношение максимальной величины центробежного поля, действующего нормально к оси вращения, к минимальной и задавать производительность сепаратора.2). In expanding the range of regulation of technological parameters of the process of enrichment of the source material, which in the proposed technical solution is achieved by the ability to set the profile of the separation zone of the bowl cylindrical or slightly conical with direct or inverse taper with respect to its drain threshold. This technical solution allows you to set the relationship between the angle of inclination of the axis of the bowl to the axis of rotation and the slope of the generatrix of the separation zone of the bowl in a wider range and the regulation of these ratios, as well as the speed of rotation, change the longitudinal component of the centrifugal force, set the ratio of the maximum value of the centrifugal field acting normal to the axis of rotation, to the minimum and set the performance of the separator.
При этом в процессе обогащения, поступающий в зону разделения материал всегда, независимо от прямой или обратной конусности образующей зоны разделения по отношению к сливному порогу чаши, будет перемещаться в направлении от закрепленной точки прецессии к сливному порогу чаши.Moreover, in the enrichment process, the material entering the separation zone always, regardless of the direct or inverse taper of the generatrix of the separation zone with respect to the drain threshold of the bowl, will move in the direction from the fixed point of precession to the drain threshold of the bowl.
Таким образом, заявляемый способ центробежного разделения смесей соответствует критерию «изобретательский уровень», так как совокупность его существенных признаков обеспечивает способу новые качества, выражающиеся в повышении эффективности процесса разделения смесей по плотности и в расширении диапазона регулирования технологическими параметрами процесса обогащения исходного материала, что не следует явным образом из известного уровня техники.Thus, the inventive method of centrifugal separation of mixtures meets the criterion of "inventive step", since the combination of its essential features provides the method with new qualities, expressed in increasing the efficiency of the process of separation of mixtures by density and in expanding the range of regulation of technological parameters of the process of enrichment of the source material, which should not be explicitly from the prior art.
Заявляемое изобретение на способ центробежного разделения смесей соответствует критерию «промышленная применимость», так как оно может быть использовано в горной промышленности при обогащении полезных ископаемых, в том числе для разделения минеральных частиц по плотности в переменных центробежных полях при обработке золотосодержащих концентратов промывочных приборов и драг на шлихо-обогатительных и золотоизвлекательных фабриках, а также на фабриках по обогащению цветных металлов.The claimed invention on a method of centrifugal separation of mixtures meets the criterion of "industrial applicability", as it can be used in mining for mineral processing, including for separating mineral particles by density in variable centrifugal fields when processing gold-containing concentrates of washing devices and drag concentrating and gold mining plants, as well as factories for the enrichment of non-ferrous metals.
На фиг. 1. и 2. показано известное устройство (решение ФИПС от 25.10.17 г. о выдаче патента на изобретение по заявке №2016129554/03(046001) с датой подачи заявки 19.07.2016 г.) для осуществления заявляемого способа. На фиг. 3-5 показаны графики изменения вектора продольной составляющей центробежной силы по направлению вдоль образующей зоны разделения на противоположное в результате прецессионного перемещения образующей от максимального до минимального радиуса удаления от оси вращения O-O1 для чаш с профилем зоны разделения с обратной (фиг. 3) и прямой (фиг. 5) конусностью по отношению к сливному порогу чаши, и в форме цилиндра (фиг. 4).In FIG. 1. and 2. shows a known device (FIPS decision of 10.25.17 on the grant of a patent for an invention according to the application No. 2016129554/03 (046001) with the filing date of the application 07/19/2016) for implementing the inventive method. In FIG. 3-5, graphs of the change in the vector of the longitudinal component of the centrifugal force in the direction along the generatrix of the separation zone to the opposite as a result of the precession movement of the generatrix from the maximum to the minimum radius of removal from the axis of rotation OO 1 for bowls with the separation zone profile with reverse (Fig. 3) and direct (Fig. 5) taper in relation to the drain threshold of the bowl, and in the form of a cylinder (Fig. 4).
Устройство состоит из рамы 1, водила 2, приводного вала 3 водила с двигателем 4, шарнира Гука 5, загрузочной воронки 6, дистрибутора 7, выполненного в виде цилиндрической трубы, чаши 8 в виде усеченного конуса, закрепленной на валу 9 чаши, улитки 10 для вывода концентрата чаши, улитки 11 для вывода хвостов обогащения. Водило своей ступицей насажено на приводной вал водила. Приводной вал водила закреплен на шарикоподшипниковой опоре 12, установленной на раме. Загрузочная воронка, дистрибутор, чаша, вал чаши, улитка для вывода концентрата, улитка для вывода хвостов обогащения, жестко соединены между собой в единый корпус 13 концентратора.The device consists of a
Вал чаши в торце дистрибутора по оси O-O2 жестко соединен с горизонтальным валом 14 шарнира Гука. С двух сторон горизонтального вала шарнира Гука по оси O4-O5 выполнены цапфы 15 с подшипниками 16. С цапфами шарнирно соединен вертикальный вал 17 шарнира Гука. Вертикальный вал укреплен в подшипниках 18 на раме. Такая конструкция шарнирного крепления корпуса концентратора к раме (по принципу шарнира Гука) допускает колебательные движения корпуса с незначительной амплитудой относительно горизонтальной O4-O5 и вертикальной O-O3 осей шарнира Гука, однако полностью исключает возможность вращения корпуса и, соответственно, чаши вокруг своей продольной оси O-O2. К валу чаши в торце улитки для вывода хвостов обогащения по оси O-O2 жестко закреплена обойма 19 с подшипником 20. В подшипник плотно входит штифт 21, который имеет возможность перемещаться вдоль водила в пазу 22 для регулирования угла наклона β продольной оси O-O2 чаши к оси вращения О-O1 приводного вала водила. После установки оптимального угла наклона штифт прочно закрепляется в пазу водила. Паз выполнен в виде дуги относительно точки О с одинаковым до нее расстоянием от всех точек дуги. Точка О является точкой пересечения осей О-О1 и O-O2, вертикальной О-О3 и горизонтальной О4-О5 осей шарнира Гука. Точка О является закрепленной точкой прецессии.The bowl shaft at the end of the distributor along the OO 2 axis is rigidly connected to the
Таким образом, корпус концентратора посредством вала чаши, к которому жестко соединена обойма с подшипником, и плотно входящим в подшипник, штифтом, шарнирно соединен с водилом и получает от него прецессионное движение по круговому конусу с вершиной в точке О. При этом ось O-O2 будет являться образующей кругового конуса, а ось О-О1 - осью кругового конуса.Thus, the hub housing by means of a bowl shaft, to which the cage is rigidly connected to the bearing, and a pin that fits tightly into the bearing, is pivotally connected to the carrier and receives from it a precession movement in a circular cone with a vertex at point O. In this case, the OO 2 axis will be the generatrix of the circular cone, and the axis O-O 1 - the axis of the circular cone.
Заявляемый способ центробежного разделения смесей по плотности осуществляется в известном устройстве следующим образом:The inventive method of centrifugal separation of mixtures by density is carried out in a known device as follows:
1). Известное устройство имеет простую кинематическую схему и надежный привод для придания прецессионного движения чаше сепаратора, а сама чаша в виде усеченного конуса выполнена составной частью единого жесткого корпуса концентратора, который с двух сторон жестко закреплен на валу, шарнирно соединенном с рамой. Такое исполнение чаши устраняет влияние на нее динамических нагрузок при прецессионном вращении корпуса концентратора и позволяет увеличить частоту вращения и, как следствие, значительно повысить интенсивность центробежного поля, воздействующего на смесь, до десятков g, что увеличивает гидравлическую крупность частиц, производит их псевдоукрупнение и повышает эффективность разделения частиц малого размера.one). The known device has a simple kinematic diagram and a reliable drive for imparting precessional motion to the separator bowl, and the bowl in the form of a truncated cone is made an integral part of a single rigid hub housing, which is rigidly fixed on both sides to a shaft pivotally connected to the frame. This design of the bowl eliminates the effect of dynamic loads on it during the precession rotation of the concentrator body and allows to increase the rotation frequency and, as a result, significantly increase the intensity of the centrifugal field acting on the mixture to tens of g, which increases the hydraulic coarseness of the particles, produces their pseudo-enlargement and increases the efficiency separation of small particles.
2). В известном устройстве чаша в виде усеченного конуса установлена с обратной конусностью по отношению к ее сливному порогу. Вместе с тем использование прецессионного движения чаши, при установлении угла наклона β продольной оси O-O2 чаши к оси вращения O-O1 большим угла уклона γ образующей зоны разделения чаши, позволяет перемещать материал вдоль зоны разделения чаши в процессе обогащения в направлении от закрепленной точки прецессии (точка О) к ее сливному порогу. Этот пример показывает, что в известном устройстве могут применяться чаши с обратной и, тем более, с прямой конусностью относительно сливного порога, а также чаши с цилиндрическим профилем.2). In the known device, the bowl in the form of a truncated cone is installed with inverse taper with respect to its drain threshold. At the same time, the use of the precessional motion of the bowl, when establishing the angle of inclination β of the longitudinal axis OO 2 of the bowl to the axis of rotation OO 1 greater than the angle of inclination γ of the forming zone of separation of the bowl, allows you to move the material along the separation zone of the bowl during enrichment in the direction from the fixed precession point (point O) to her drain threshold. This example shows that in the known device can be used with reverse and, moreover, with a direct taper relative to the drain threshold, as well as a bowl with a cylindrical profile.
Важная особенность известного устройства заключается в том, что корпус концентратора при работе в режиме разделения смесей совершает прецессионное движение относительно оси O-O1 вала водила, при этом полностью исключается возможность вращения корпуса и, соответственно, чаши вокруг своей продольной оси O-O2.An important feature of the known device is that the hub body, when operating in the mixture separation mode, performs a precession motion relative to the axis OO 1 of the carrier shaft, while the possibility of rotation of the body and, accordingly, the bowl around its longitudinal axis OO 2 is completely excluded.
Прецессионное движение чаши без ее осевого вращения в сочетании с возможностью применения в известном устройстве чаши с цилиндрическим или слабоконическим профилем зоны разделения позволяет перемещением образующей зоны разделения, например ВС (фиг. 3-5), от максимального до минимального радиуса удаления от оси вращения O-O1 в положение B1C1 изменять направление наклона образующей к оси вращения. Изменение направления наклона образующей зоны разделения к оси вращения изменяет вектор продольной составляющей центробежной силы по направлению вдоль образующей зоны разделения на противоположное. То есть, устройство позволяет реализовать заявляемый способ разделения смесей, при котором с периодичностью равной скорости прецессионного вращения чаши, изменяется вектор продольной составляющей центробежной силы, действующей вдоль образующей зоны разделения чаши, по величине и по направлению (фиг. 3-5.). Под действием этих знакопеременных сил минеральная постель испытывает сложные движения, сходные с движением на концентрационном столе и перемешивается.The precession movement of the bowl without its axial rotation in combination with the possibility of using the bowl with a cylindrical or slightly conical profile of the separation zone in the known device allows the generatrix of the separation zone to be moved, for example, aircraft (Fig. 3-5), from the maximum to the minimum radius of removal from the axis of rotation OO 1 in position B 1 C 1 to change the direction of inclination of the generatrix to the axis of rotation. Changing the direction of inclination of the generatrix of the separation zone to the axis of rotation changes the vector of the longitudinal component of the centrifugal force in the direction along the generatrix of the separation zone to the opposite. That is, the device allows you to implement the inventive method of separation of mixtures, in which with a periodicity equal to the speed of the precession rotation of the bowl, the vector of the longitudinal component of the centrifugal force acting along the generatrix of the separation zone of the bowl changes in magnitude and direction (Fig. 3-5.). Under the influence of these alternating forces, the mineral bed undergoes complex movements similar to the movement on the concentration table and mixes.
Если рассматривать профиль продольного сечения чаши (фиг. 3-5), то можно отметить, что образующая зоны разделения чаши ВС в момент наибольшего радиуса удаления от оси вращения О-О1 находиться к ней под некоторым углом α. Центробежная сила инерции (Fц.R) действует на образующую зоны разделения чаши под углом α к нормали N. Продольная составляющая центробежной силы (Рп), возникающая от прецессионного вращения чаши, при нахождении образующей в положении ВС, в положении с максимальным радиусом (R) удаления от оси вращения, будет равна Рп=Fц.R⋅sinα и иметь вектор направления вдоль образующей от закрепленной точки прецессии (точки О) к сливному порогу чаши. Сила Рп=Fц.R⋅sinα, преодалевая силу трения материала, будет передвигать материал вдоль стенки чаши к сливному порогу. При прецессионном перемещении образующей зоны разделения ВС до положения В1С1, то есть до наименьшего радиуса (r) удаления образующей от оси вращения O-O1, образующая В1С1 изменит направление наклона к оси вращения О-О1 и будет находиться под углом λ к ней (фиг. 3-5). В этом положении образующей В1С1 центробежная сила инерции (Fц.r) будет действовать на образующую зоны разделения чаши под углом λ к нормали N. При нахождении образующей в положении В1С1 продольная составляющая центробежной силы, возникающая от прецессионного вращения чаши, будет равна Р1 п=Fц.r⋅sinλ и иметь вектор направления вдоль образующей от сливного порога чаши к закрепленной точке прецессии (точке О).If we consider the profile of the longitudinal section of the bowl (Fig. 3-5), then it can be noted that the generatrix of the separation zone of the bowl BC at the time of the greatest radius of removal from the axis of rotation O-O 1 to it at an angle α. The centrifugal inertia force (F c. R ) acts on the generatrix of the separation zone of the bowl at an angle α to the normal N. The longitudinal component of the centrifugal force (P p ) arising from the precession rotation of the bowl when the generatrix is in the aircraft position is in the position with the maximum radius ( R) the distance from the axis of rotation, will be equal to R p = F c. R ⋅sinα and have a direction vector along the generatrix from the fixed precession point (point O) to the drainage threshold of the bowl. The force P n = F c. R ⋅sinα, overcoming the friction force of the material, will move the material along the wall of the bowl to the drain threshold. During the precessional movement of the generatrix of the separation zone of the aircraft to the position В 1 С 1 , that is, to the smallest radius (r) of removal of the generatrix from the axis of rotation OO 1 , the generator В 1 С 1 will change the direction of inclination to the axis of rotation O-О 1 and will be at an angle λ to it (Fig. 3-5). In this position of the generatrix B 1 C 1, the centrifugal inertia force (F c.r ) will act on the generatrix of the separation zone of the bowl at an angle λ to the normal N. When the generatrix is in position B 1 C 1, the longitudinal component of the centrifugal force arising from the precessional rotation of the bowl , will be equal to P 1 n = F c.r ⋅sinλ and have a direction vector along the generatrix from the drainage threshold of the bowl to the fixed precession point (point O).
Воздействием продольной составляющей центобежной силы Р1 п возбуждаются сдвиговые колебания слоев минеральной постели, что приводит к турбулизации материала в рифлях. Воздействие продольной к оси вращения силы Р1 п на минеральную постель происходит в момент достижения минимального по интенсивности значения центробежного поля нормального к оси вращения, поскольку образующая В1С1 будет иметь наименьший радиус удаления от оси вращения О-О1.By the action of the longitudinal component of the centrifugal force P 1 n , shear vibrations of the layers of the mineral bed are excited, which leads to turbulization of the material in the flutes. The influence of the force P 1 p longitudinal to the axis of rotation on the mineral bed occurs when the minimum intensity centrifugal field is normal to the axis of rotation, since the generatrix B 1 C 1 will have the smallest radius of removal from the axis of rotation O-O 1 .
Очевидно, что для устойчивой работы чаши в режиме сепарации продольная составляющая центробежной силы Рп, должна быть больше Р1 п.Obviously, for the stable operation of the bowl in the separation mode, the longitudinal component of the centrifugal force P p must be greater than P 1 p .
Центробежная сила инерции определяется из выражения:Centrifugal inertia is determined from the expression:
где Fц - центробежная сила инерции;where F c - centrifugal inertia force;
m - масса минеральных частиц;m is the mass of mineral particles;
R - радиус вращения минеральных частиц;R is the radius of rotation of the mineral particles;
ω - угловая скорость вращения (чаши, водила).ω is the angular velocity of rotation (bowl, carrier).
Выражение для определения продольной составляющей центробежной силы Рп принимает вид
Выражение для определения продольной составляющей центробежной силы Р1 п принимает вид
Имея в виду, что величины m и ω при работе устройства в режиме обогащения принимаются условно постоянными, то для устойчивой работы чаши при выборе соотношения угла наклона β оси чаши O-O2 к оси вращения О-О1 и угла уклона γ образующей зоны разделения чаши должно соблюдаться условиеBearing in mind that the values of m and ω when the device is in the enrichment mode are assumed to be conditionally constant, then for the stable operation of the bowl when choosing the ratio of the angle of inclination β of the axis of the bowl OO 2 to the axis of rotation O-O 1 and the angle of inclination γ of the forming zone of separation of the bowl should the condition is met
Угол наклона α образующей зоны разделения ВС к оси вращения в момент наибольшего радиуса удаления от оси вращения О-О1 определяется из выражений:The angle α of the generatrix of the separation zone of the aircraft to the axis of rotation at the time of the largest radius of removal from the axis of rotation of O- 1 is determined from the expressions:
- для чаши с обратной конусностью зоны разделения по отношению к сливному порогу
- для чаши с прямой конусностью зоны разделения по отношению к сливному порогу
- для чаши с зоной разделения цилиндрической формы
Угол наклона λ образующей зоны разделения В1С1 к оси вращения в момент наименьшего радиуса удаления от оси вращения O-O1 определяется из выражений:The angle of inclination λ of the forming separation zone B 1 C 1 to the axis of rotation at the time of the smallest radius of removal from the axis of rotation OO 1 is determined from the expressions:
- для чаши с обратной конусностью зоны разделения по отношению к сливному порогу
- для чаши с прямой конусностью зоны разделения по отношению к сливному порогу
- для чаши с зоной разделения цилиндрической формы
3). Известное устройство, за счет возможности применения высоких скоростей прецессионного вращения, возможности изменять угол наклона оси чаши к оси вращения и устанавливать его большим угла уклона образующей зоны разделения чаши, возможности подбирать угол уклона образующей зоны разделения с прямой или обратной конусностью по отношению к сливному порогу посредством установки в корпусе устройства чаши, имеющей цилиндрический или слабоконический профиль, позволяет реализовать широкий диапазон регулирования технологическими параметрами процесса обогащения исходного материала:3). The known device, due to the possibility of using high speeds of precessional rotation, the ability to change the angle of inclination of the axis of the bowl to the axis of rotation and set it larger than the slope of the generatrix of the separation zone of the bowl, the ability to select the angle of inclination of the generatrix of the separation zone with direct or inverse taper with respect to the drain threshold installation in the body of the device bowl, having a cylindrical or slightly conical profile, allows you to implement a wide range of regulation of technological parameters and the process of enrichment of the source material:
интенсивность центробежного поля может быть высокой и регулируется скоростью прецессионного вращения и углом наклона оси чаши к оси вращения;the centrifugal field intensity can be high and is regulated by the precession rotation speed and the angle of inclination of the axis of the bowl to the axis of rotation;
отношение максимального значения центробежного поля к минимальному значению регулируется установлением угла наклона оси чаши к оси вращения;the ratio of the maximum value of the centrifugal field to the minimum value is regulated by setting the angle of inclination of the axis of the bowl to the axis of rotation;
величина продольной составляющей центробежной силы задается углом наклона оси чаши к оси вращения и углом уклона образующей зоны разделения чаши, и регулируется скоростью вращения;the longitudinal component of the centrifugal force is set by the angle of inclination of the axis of the bowl to the axis of rotation and the angle of the slope of the generatrix of the separation zone of the bowl, and is controlled by the speed of rotation;
производительность устройства задается конусностью чаши (прямая, обратная), отношением угла наклона оси чаши к углу уклона образующей зоны разделения чаши и установлением скорости прецессионного вращения.the performance of the device is determined by the conicity of the bowl (forward, reverse), the ratio of the angle of inclination of the axis of the bowl to the angle of the slope of the generatrix of the separation zone of the bowl and the establishment of the precession rotation speed.
Предлагаемый способ центробежного разделения смесей позволяет повысить эффективность процесса разделения смесей по плотности и подбирать оптимальные режимы работы для исходного материала с различными свойствами.The proposed method of centrifugal separation of mixtures can improve the efficiency of the process of separation of mixtures by density and select the optimal operating conditions for the source material with various properties.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017145741A RU2676111C1 (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Method of centrifugal separation of mixtures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017145741A RU2676111C1 (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Method of centrifugal separation of mixtures |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2676111C1 true RU2676111C1 (en) | 2018-12-26 |
Family
ID=64753753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017145741A RU2676111C1 (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Method of centrifugal separation of mixtures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2676111C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760664C1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-11-29 | Григорий Григорьевич Михайленко | Precession centrifugal concentrator |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU119494A1 (en) * | 1958-04-18 | 1958-11-30 | А.А. Агафонов | Planet-throwing apparatus for mineral processing |
| SU899125A1 (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-23 | Туркменский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Centrifugal classifier |
| SU1296226A1 (en) * | 1985-03-07 | 1987-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых "Механобр" | Precession centrifugal apparatus |
| US4799920A (en) * | 1986-05-22 | 1989-01-24 | National Research Development Corporation | Minerals separator |
| RU2132234C1 (en) * | 1995-06-27 | 1999-06-27 | Киреев Виктор Иванович | Precessional centrifugal separator |
| RU2338595C2 (en) * | 2005-10-28 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Циклон" | Screening method for fine material by density and concentrator for its implementation |
| RU2440194C1 (en) * | 2010-06-16 | 2012-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Гвидон Голд" | Centrifugal concentrator |
-
2017
- 2017-12-25 RU RU2017145741A patent/RU2676111C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU119494A1 (en) * | 1958-04-18 | 1958-11-30 | А.А. Агафонов | Planet-throwing apparatus for mineral processing |
| SU899125A1 (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-23 | Туркменский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Centrifugal classifier |
| SU1296226A1 (en) * | 1985-03-07 | 1987-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых "Механобр" | Precession centrifugal apparatus |
| US4799920A (en) * | 1986-05-22 | 1989-01-24 | National Research Development Corporation | Minerals separator |
| RU2132234C1 (en) * | 1995-06-27 | 1999-06-27 | Киреев Виктор Иванович | Precessional centrifugal separator |
| RU2338595C2 (en) * | 2005-10-28 | 2008-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Циклон" | Screening method for fine material by density and concentrator for its implementation |
| RU2440194C1 (en) * | 2010-06-16 | 2012-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Гвидон Голд" | Centrifugal concentrator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760664C1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-11-29 | Григорий Григорьевич Михайленко | Precession centrifugal concentrator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Das et al. | Advanced gravity concentration of fine particles: A review | |
| US9073088B2 (en) | Centrifugal size-separation sieve for granular materials | |
| Özkan et al. | Design of a flotation cell equipped with ultrasound transducers to enhance coal flotation | |
| Singh et al. | Analysis of separation response of Kelsey centrifugal jig in processing fine coal | |
| US20160082478A1 (en) | Size-separation of dry granular materials | |
| CN88100126A (en) | Centrifugal Concentrator | |
| CN112135677B (en) | Separation of minerals by specific gravity | |
| RU2676111C1 (en) | Method of centrifugal separation of mixtures | |
| RU2238149C2 (en) | Jigging centrifugal separator | |
| Yang et al. | A fundamental study of flotation separation of mineral particles using ultrasound-induced bubbles | |
| RU2648759C1 (en) | Method of centrifugal separation of mixtures and device for its implementation | |
| RU2707111C1 (en) | Precessional centrifugal concentrator | |
| Nayak et al. | Separation behaviour of iron ore fines in Kelsey centrifugal jig | |
| EP0253720B1 (en) | Gravitational separation | |
| RU2031727C1 (en) | Centrifugal-vibration method to separate mixtures | |
| RU2196004C2 (en) | Centrifugal concentrator | |
| Karimov et al. | Development of mathematical model, classification, and structures of controlled friction and vibration mechanisms | |
| JP2003320271A (en) | Separation method and separator for particle | |
| RU2066565C1 (en) | Centrifugal-vibrating separator | |
| RU2423183C2 (en) | Method of concentrating heavy minerals and concentrator to this end | |
| EA014356B1 (en) | Method and device for concentrating substances in solid particle state | |
| RU2744057C1 (en) | Method of cavitation-hydrodynamic microdisintegration of the polymineral component of the slurry | |
| Aslan et al. | Processing of thickener underflow from celestite concentrator by Multi-Gravity Separator | |
| RU2645027C2 (en) | Planetary separator vector-m for separation of mineral particles by density | |
| RU2128084C1 (en) | Method of centrifugal-vibration separation of mixtures |