Гравитационен сгъстител - Патент България 2089262 - Бондаренко Алексей Андреевич
Употреба: за сгъстяване на суспензии. Същност на изобретението: гравитационният сгъстител съдържа конично дъно, което е направено стъпаловидно под формата на пръстеновидни издатини с вертикални цилиндрични или правоъгълни стени. Твърдите частици в движението си надолу се приближават до пръстеновидните издатини на коничното дъно, върху което в началния период на работа на сгъстителя образуват фуниевидна утайка. Когато горната повърхност на утайката достигне ъгъл на наклон, близък по величина до ъгъла на покой, твърдите частици, влизащи в тази утайка, променят посоката си на движение и се стичат надолу от перваза под формата на слой от удебелена суспензия. Освен това този слой се движи по вертикалната стена на издатината до слоя на утайката на следващата издатина, тече надолу от него и т.н., приближавайки се до изходната тръба. 1 болен.
Чертежи към патент България 2089262
Изобретението се отнася до устройства за гравитационно сгъстяване и избистряне и може да се използва във въглищната, химическата, минната и строителната промишленост.
При обогатяване на въглища гравитационните сгъстители се използват за извличане на утайки като полезен продукт от утайковите води, за избистряне на тези води за използване в затворен воден цикъл, за подготовка за съхранение на високопепелни фини отпадъци и др. Процесът на сгъстяване на утайките в гравитационните сгъстители се състои в утаяване на твърди частици под действието на гравитацията в долната част на апарата и придвижването на тези частици до мястото на разтоварване. Известни са много дизайни на гравитационни сгъстители, които се различават по наличието и характеристиките на устройства, които интензифицирани на процеса на утаяване на частиците, но независимо от тези характеристики, ефективността на сгъстителите до голяма степен се определя от степента, в която е стабилна,своевременно и в какво съотношение с вода утаяващите се частици пристигат до мястото на тяхното разтоварване, а именно до разклонителната тръба за отстраняване на сгъстената суспензия.
Известен е гравитационен сгъстител, който съдържа цилиндрично тяло, конично дъно с дюза за източване на сгъстена суспензия, зареждащо устройство, дюза за източване на избистрена течност, рейково устройство за придвижване на утаяващите се частици в посока на дюза за източване на сгъстена суспензия (Наръчник за обогатяване на въглища. М. Недра, 1974, стр. 28). 9-290). Ъгълът на наклона на генератора на конуса на дъното към хоризонта на известното устройство е недостатъчен за движението на утаените частици към изхода под действието на компонента на гравитацията. Следователно всички частици, които попадат в зоната на утаяване на дъното и образуват слой от утайки върху него, се подлагат на механично въздействие на гребния уред. Процесът на изстъргване на утайката и придвижването й към изходната тръба изисква значителни усилия, което води до висока консумация на енергия и намалява надеждността на гребния уред. Освен това утайката се втечнява до ниски концентрации по време на прехвърлянето и при навлизане в изхода, което намалява ефективността на сгъстяване.
Известен е също така гравитационният сгъстител "Lurgi" (Германия), който съдържа цилиндрично тяло, дъно, устройства за зареждане на първоначалната суспензия, разтоварване на кондензирания продукт, гребно устройство, разклонителна тръба за отстраняване на избистрена течност (I.S. Благов и др. Рециклирано водоснабдяване на обогатителни инсталации за въглища. М. Недра, 1980, стр. 60, фиг. 32). Дъното е направено под формата на два конуса, свързани помежду си, така че между тях се образува пръстеновидна вдлъбнатина, в която са разположени смукателните дюзи на центробежните помпи на устройството за разтоварване на кондензирания продукт.Това изпълнение на сгъстителя позволява да се съкрати пътя за преместване на утаяващите се частици до мястото на разтоварване на сгъстената суспензия с около половината, което донякъде намалява натоварването на гребния уред. Недостатък на известното устройство е ниската степен на сгъстяване на суспензията, поради разреждането на утайката при нейното засмукване с центробежна помпа.
Известен гравитационен сгъстител, който съдържа цилиндрично тяло, конично дъно с дюза за източване на сгъстената суспензия, зареждащо устройство и тръба за източване на избистрената течност (изд. N 1333370, клас B 01 D 21/24). Ъгълът на наклона на долната стена към хоризонта в посока към удебелената изпускателна тръба на суспензията е по-голям от ъгъла на триене на частиците върху повърхността на дъното, поради което частиците, утаени върху нея, се придвижват към изходната тръба под действието на гравитацията. Известният сгъстител няма гребло, което в сравнение с описаните по-горе сгъстители намалява консумацията на енергия и повишава надеждността на работа.
Въпреки това, твърдите частици, движещи се по повърхността на коничното дъно, когато се приближават до оста на апарата, се приближават една към друга и неизбежно влизат в контакт. Има един вид взаимно "засядане" на частици под действието на съставните сили на гравитацията. Същото се случва с частици, движещи се по седиментния слой, образуван от тези вклинени частици и т.н. В резултат на това върху коничната повърхност на дъното се образува масив от уплътнена утайка, чиито частици са под действието на сили, които ги обединяват в монолит. В централната част на този монолит се образува фуния, през която изтича недостатъчно концентрирана суспензия, което е съществен недостатък на известния сгъстител.
Наличието на голямо количество утаени твърди частици намаляваобем на сгъстителя, което намалява неговата производителност и също е съществен недостатък.
В долната част на конуса частиците могат да се доближат до пълно запушване на изходната тръба и вътрешната кухина на конуса, което намалява надеждността на сгъстителя и също е съществен недостатък на известния сгъстител.
Известен е също гравитачен сгъстител (прототип), който съдържа цилиндрично тяло, конично дъно с удебелен изход за суспензия, устройство за зареждане и изход за избистрена течност, циркулационен тръбопровод, свързан с изход за удебелена суспензия (ред. Св. N 1230623, клас B 01 D 21/24).
По време на работа на известното устройство твърдите частици под действието на гравитацията се утаяват върху конично дъно, по което се плъзгат в долната част на уплътнителя. Избистрената течност се движи нагоре и се изхвърля от сгъстителя през разклонителната тръба.
В долната част на сгъстителя твърдите частици, плъзгащи се под формата на слой утайка по коничното дъно, се прехвърлят в суспендирано състояние с помощта на струя суспензия, изтичаща от циркулационния тръбопровод, и се отстраняват от сгъстителя през изходната тръба под формата на крайния кондензиран продукт.
Зоната на действие на потопената струя е ограничена от разстоянието от изходящата тръба до циркулационната тръба, равно на 3 10 диаметъра на тази тръба. Над тази зона твърдите частици, които се утаяват върху коничната повърхност, се подлагат на взаимно компресиране и "засядане", поради което утайката губи способността си да се движи и, натрупвайки се, значително намалява полезния обем на сгъстителя. Това намаляване на обема увеличава скоростта на възходящия поток на течността, което намалява степента на сгъстяване на суспензията и увеличава увличането на твърди частици с преливащата течност. За поддържане на приемливо съдържание на твърди вещества вдренажна течност намалете натоварването върху нея от оригиналното окачване, т.е. производителност. Недостатъчната производителност е съществен недостатък на известния сгъстител.
Утайката, натрупваща се върху коничната повърхност, периодично се срутва под формата на големи бучки, които нямат време да се разредят от суспензията под действието на струята от циркулационната тръба и могат да запушат изходната тръба на удебелената суспензия. Това намалява надеждността на сгъстителя, което е и негов съществен недостатък.
Целта на изобретението е да се повиши степента на сгъстяване, производителността и надеждността на сгъстителя.
За решаване на този проблем в гравитационен сгъстител, съдържащ цилиндрично или правоъгълно тяло, конично дъно с тръба за източване на сгъстената суспензия, зареждащо устройство и тръба за източване на избистрена течност, коничното дъно е направено стъпаловидно под формата на пръстеновидни издатини с вертикални цилиндрични или правоъгълни стени, чийто брой зависи от размера на сгъстителя.
Чертежът показва общ изглед на предложения гравитационен уплътнител.
Гравитационният сгъстител съдържа цилиндрично тяло 1, конично дъно 2 с тръба 3 за източване на сгъстената суспензия, зареждащо устройство 4 и тръба 5 за източване на избистрената течност. Коничното дъно е направено стъпаловидно под формата на пръстеновидни издатини 6 с вертикални цилиндрични или правоъгълни стени 7. Сгъстителят може да бъде оборудван с известни устройства, които интензифицират процеса на утаяване на твърди частици.
Работата на гравитационния сгъстител се извършва по следния начин.
Първоначалната суспензия с помощта на зареждащото устройство 4 се подава в корпуса 1, където твърдите частици подПод действието на гравитацията те придобиват движение надолу, а отделящата се от тях течност се движи нагоре. Последният се прелива през горния ръб на тялото в събирателната тава и след това се изхвърля от тялото през разклонителната тръба 5 под формата на един от крайните продукти на разделяне - избистрена течност.
Твърдите частици в движението си надолу се приближават до пръстеновидните издатини 6 на коничното дъно, върху които по време на началния период на работа на сгъстителя те образуват фуниевидна утайка. След като горната повърхност на тази утайка достигне ъгъл на наклон, близък по величина до ъгъла на покой, твърдите частици, влизащи в тази утайка, променят посоката си на движение и се плъзгат, или по-скоро, текат надолу от перваза, смесен с вода под формата на удебелен слой суспензия. По-нататък този слой се движи по вертикалната стена на перваза към седиментния слой на следващия перваз, тече надолу от него и т.н. приближавайки се до изхода. На всеки от первазите частиците са прикрепени към движещата се суспензия, утаявайки се в обема на суспензията, разположен над тази перваза, удебелявайки слоя на движещата се сгъстена суспензия. Движейки се по вертикалните стени като един поток, удебеленият суспензионен слой изпитва по-малко съпротивление при движение, отколкото съпротивлението на отделно падащи частици и следователно придобива по-висока скорост. Този поток предотвратява утаяването и натрупването на други частици върху издатините, разяждайки утайката, разположена върху тях и намалявайки ъгъла на наклона на повърхността му. Сгъстената суспензия, която се стича по стъпаловидното конично дъно, навлиза в изходната тръба 3, през която се изхвърля от сгъстителя под формата на крайния продукт.
Отсъствието в уплътнителя на отлагания от твърди частици, причинени от тяхното "засядане", и по този начин липсата на загуба на неговия активен обем, позволява да се увеличи неговата производителност.
Използването на предложените сгъстители в заводите за обогатяване на въглища ще намали загубата на горима маса с отпадъци от обогатяване, ще намали количеството на отпадъците, изхвърляни в колекторите за утайки, и ще намали замърсяването на околната среда.
ИСК
Гравитационен сгъстител, включващ тяло, конично дъно с разклонителна тръба за източване на сгъстена суспензия, зареждащо устройство и тръба за източване на избистрена течност, характеризиращ се с това, че коничното дъно е направено стъпаловидно под формата на пръстеновидни издатини с вертикални цилиндрични или правоъгълни стени, докато тялото е направено цилиндрично или правоъгълно.