PL245480B1

PL245480B1 - A device for separating mixtures of fine-grained components in an aqueous medium

Info

Publication number: PL245480B1
Application number: PL424161A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Błaszczyński; Franciszek Plewa; Jan Szpyrka; Tomasz Suponik; Marcin Lutyński; Monika Kujawska; Norbert Dittrich; Helmut Hadrian
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2018-01-03
Filing date: 2018-01-03
Publication date: 2024-08-12
Also published as: PL424161A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie które charakteryzuje się tym, że komora robocza (1) jest ukształtowana w postaci dwuramiennej o ramieniu (1a) i ramieniu (1b) w przekroju poziomym w każdym punkcie korzystnie kołowym, przy czym ramię (1a) w dolnej części ograniczone jest nachyloną w kierunku króćca wylotowego (8) pochyłą przegrodą porowatą (2), a w górnej ma lej nadawczy (3) zakończony rurą, której wylot znajduje się głęboko nad elementem konstrukcyjnym ukształtowanym w formę podwójnego stożka (4) znajdującego się nad przegrodą porowatą (2), natomiast ramię (1b) komory (1), w którym napęd wywołuje od góry okresowo nacisk na lustro wody, ma w górnej części króciec wlotowy (6) doprowadzający wodę natomiast w dolnej usytuowana jest uchylna zapora (5) częściowo ograniczająca ruch wody w kierunku przeciwnym do wymuszonego ruchu.The subject of the application is a device characterized in that the working chamber (1) is shaped in a two-armed form with an arm (1a) and an arm (1b) in a horizontal cross-section, preferably circular at each point, wherein the arm (1a) in its lower part is limited by a sloping porous partition (2) inclined towards the outlet nozzle (8), and in the upper part by a small feed funnel (3) terminated by a pipe, the outlet of which is located deep above a structural element shaped in the form of a double cone (4) located above the porous partition (2), while the arm (1b) of the chamber (1), in which the drive periodically exerts pressure on the water surface from above, has in its upper part an inlet nozzle (6) supplying water, while in the lower part there is a tiltable dam (5) partially restricting the movement of water in the direction opposite to the forced movement.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do rozdziału mieszanin drobnouziarnionych składników w ośrodku wodnym, na produkty o różnym zastosowaniu w technologiach gospodarczych zwłaszcza w górnictwie węgla i rud.The subject of the invention is a device for separating mixtures of fine-grained components in an aqueous medium into products for various applications in economic technologies, especially in coal and ore mining.

Znanych jest wiele urządzeń do rozdziału surowców drobnouziarnionych metodami grawitacyjnymi. Powszechnie znane i wykorzystywane są osadzarki miałowe w górnictwie węgla kamiennego i mniejszym stopniu osadzarki membranowe w górnictwie rud. Z opisu patentowego polskiego nr PL 162697 znany jest sposób i urządzenie do wzbogacania i odsiarczania drobnoziarnistych węgli na drodze separacji w ośrodku wodnym. Urządzenie to zawiera komorę roboczą, ograniczoną płaszczyzną porowatą.Many devices are known for separating fine-grained raw materials by gravity methods. Commonly known and used are fine jigs in hard coal mining and, to a lesser extent, membrane jigs in ore mining. The Polish patent description No. PL 162697 describes a method and device for enriching and desulphurizing fine-grained coals by separation in an aqueous medium. This device contains a working chamber limited by a porous surface.

Urządzenie do rozdziału mieszanin drobnouziarnionych składników w ośrodku wodnym różniących się gęstością z komorą roboczą, przegrodą porowatą oraz elementy sterujące wodą charakteryzuje się tym, że komora robocza jest ukształtowana w postaci dwuramiennej o cylindrycznym kształcie ramion, przy czym ramię w dolnej części ograniczone jest nachyloną w kierunku króćca wylotowego pochyłą przegrodą porowatą a w górnej ma lej nadawczy zakończony rurą, której wylot znajduje się nad elementem konstrukcyjnym ukształtowanym w formę podwójnego stożka znajdującego się nad przegrodą porowatą, natomiast ramię komory, w którym napęd wywołuje od góry okresowo nacisk na lustro wody, ma w górnej części króciec wlotowy doprowadzający wodę, natomiast w dolnej usytuowana jest uchylna zapora częściowo ograniczająca ruch wody w kierunku przeciwnym do wymuszonego ruchu.A device for separating mixtures of fine-grained components in an aqueous medium of different density with a working chamber, a porous partition and water control elements is characterized in that the working chamber is shaped in a two-armed form with cylindrical arms, wherein the arm in its lower part is limited by a sloping porous partition inclined towards the outlet nozzle and in its upper part by a small feed funnel terminated with a pipe, the outlet of which is located above a structural element shaped in the form of a double cone located above the porous partition, while the chamber arm, in which the drive periodically exerts pressure on the water surface from above, has in its upper part an inlet nozzle supplying water, while in its lower part there is a tiltable dam partially restricting the movement of water in the direction opposite to the forced movement.

Urządzenie według wynalazku umożliwia skuteczny rozdział mieszaniny drobnouziarnionych składników różniących się gęstością na produkty pożyteczne w ukierunkowanym zastosowaniu. W porównaniu z powszechnie znanymi i szeroko stosowanymi, w takim celu urządzeniami konstrukcja jego stwarza znacznie lepsze warunki dla precyzyjnego rozdziału, gdyż droga przemieszczeń rozdzielanych ziaren jest znacznie powiększona w pionie ze względu na wielokrotnie większą wysokość komory roboczej i ograniczonym ruchu w poziomie. Sprzyja to wyraźniejszemu występowaniu zjawiska cyklicznej fluidyzacji.The device according to the invention enables effective separation of a mixture of fine-grained components differing in density into products useful in a targeted application. In comparison with commonly known and widely used devices for such purposes, its design creates significantly better conditions for precise separation, because the path of separated grains is significantly increased vertically due to the many times greater height of the working chamber and limited horizontal movement. This promotes a more pronounced occurrence of the cyclic fluidization phenomenon.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat urządzenia.The subject of the invention is presented in an embodiment in the drawing, which shows a diagram of the device.

Urządzenie ma komorę roboczą 1 w postaci dwuramiennej o cylindrycznym kształcie ramion 1a i 1b. Jedno ramię 1a w dolnej części ograniczone jest nachyloną - pochyłą płaszczyzną porowatą 2, która stanowi podporę opadających ziaren frakcji ciężkiej, która zsuwa się po tej pochyłej płaszczyźnie do króćca wylotowego 8 ograniczonego okresowo otwieranym zaworem sterowanym automatycznie, wyprowadzającego ją na zewnątrz urządzenia - stanowi ona jeden z trzech produktów wyseparowanych w urządzeniu. W górnej części ramię 1 a ma lej nadawczy 3 materiału surowego korzystnie z wodą. Wylot leja nadawczego 3 zakończonego rurą znajduje się nad elementem konstrukcyjnym ukształtowanym w formę podwójnego stożka 4 znajdującego się nad przegrodą porowatą 2. Drugie ramię 1 b komory 1 ma w górnej części króciec wlotowy 6 doprowadzający wodę natomiast w dolnej części usytuowana jest uchylna zapora 5 działająca jak zawór zwrotny częściowo ograniczająca ruch wody w kierunku przeciwnym do wymuszonego ruchu przy pomocy napędu. Napęd wywołuje okresowo nacisk na lustro wody w ramieniu 1b komory roboczej 1 co powoduje przerywany ruch wznoszący wody w drugim ramieniu 1 a, do którego doprowadzany jest materiał poddawany rozdziałowi na dwa produkty: ciężki opadający na przegrodę porowatą 2, ciężki o najdrobniejszym uziarnieniu przechodzący przez otwory przegrody porowatej 2 do króćca 9 ograniczonego okresowo otwieranym zaworem sterowanym automatycznie w dolnej części komory 1 i lżejszy wynoszony do króćca przelewowego 7 w górnej części ramienia 1a komory 1. Rozdzielany materiał wprowadzany jest do komory 1 do ramienia 1a przy pomocy rury leja nadawczego 3, której wylot znajduje się w niewielkiej odległości od płaszczyzny porowatej 2. Pod tym wylotem znajduje się element konstrukcyjny 4 o kształcie podwójnego stożka powstałego przez połączenie podstawami dwóch stożków o różnym kącie rozwarcia. Rozdział wprowadzanego drobnouziarnionego materiału zachodzi pod wpływem oddziaływania sił grawitacji i dynamicznego oddziaływania strumienia cieczy wykonującej ruch wznoszący i opadający z tym, że energia oddziaływania na rozdzielane ziarna jest większa przy ruchu wznoszącym, a częściowo stłumiona jest poprzez zastosowanie elementu opóźniającego przy ruchu opadającym. Przewaga oddziaływania ruchu wznoszącego powoduje wyniesienie ziaren lżejszych do przelewu króćcem 7 z ramienia 1a.The device has a working chamber 1 in the form of a two-arm cylindrical shape of arms 1a and 1b. One arm 1a in the lower part is limited by an inclined - inclined porous plane 2, which constitutes a support for falling grains of heavy fraction, which slides down this inclined plane to the outlet nozzle 8 limited by a periodically opened automatically controlled valve, which leads it out of the device - it constitutes one of the three products separated in the device. In the upper part, arm 1a has a feed hopper 3 of raw material, preferably with water. The outlet of the feed hopper 3 terminated with a pipe is located above a structural element shaped as a double cone 4 located above the porous partition 2. The second arm 1 b of the chamber 1 has in its upper part an inlet connector 6 for supplying water, while in the lower part there is a tiltable dam 5 acting as a non-return valve partially restricting the movement of water in the direction opposite to the forced movement by the drive. The drive periodically exerts pressure on the water surface in arm 1b of the working chamber 1, which causes an intermittent upward movement of water in the second arm 1a, to which the material subjected to separation into two products is fed: heavy falling onto the porous partition 2, heavy with the finest grain size passing through the holes of the porous partition 2 to the nozzle 9 limited by a periodically opened automatically controlled valve in the lower part of the chamber 1, and lighter material carried to the overflow nozzle 7 in the upper part of arm 1a of the chamber 1. The separated material is introduced into the chamber 1 to arm 1a by means of the feed hopper pipe 3, the outlet of which is located a short distance from the porous plane 2. Under this outlet there is a structural element 4 in the shape of a double cone formed by connecting the bases of two cones with different angles of opening. The separation of the introduced fine-grained material occurs under the influence of gravity forces and the dynamic impact of the liquid stream performing an upward and downward motion, with the energy of the impact on the separated grains being greater in the upward motion and partially suppressed by the use of a retarder element in the downward motion. The predominance of the upward motion causes the lighter grains to be lifted to the overflow through the nozzle 7 from arm 1a.

Claims

1. A device for separating mixtures of fine-grained components in an aqueous medium of different density with a working chamber, a porous partition and water control elements, characterized in that the working chamber (1) is shaped in a two-armed form with cylindrical arms (1 a) and (1 b), wherein the arm (1 a) is limited in its lower part by a porous partition (2) inclined towards the outlet nozzle (8) and in its upper part by a small feed funnel (3) terminated by a pipe, the outlet of which is located above a structural element shaped in the form of a double cone (4) located above the porous partition (2), while the arm (1 b) of the chamber (1), in which the drive periodically exerts pressure on the water surface from above, has an inlet nozzle (6) supplying water in its upper part, while a tiltable dam (5) is located in the lower part, partially restricting the movement of water in the direction opposite to the forced movement.