RU2400304C2 - Method of sizing sandy gravel that comprises extraction of graded sand and gravel - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to equipment intended for hydraulic sizing of materials, namely for separation of sandy gravel. Method of sizing sandy gravel that comprises extraction of graded sand and gravel consists in using sandy gravel feed appliance, hydraulic screen, hydraulic cyclone, cylinder-conic hydraulic sizing machine to separate sand into two fractions. Sandy gravel feed appliance communicates with hydraulic cyclone with its sludge outlet provided with vortex chamber incorporating circulating water feed branch pipe and that to discharge gravel into hydraulic multi-sieve screen to separate gravel into three fractions. Cylinder-conic hydraulic sizing machine inlet communicates with hydraulic cyclone sand mix outlet via damper made up of cylinder-conic apparatus with detachable sieve arranged in its cylindrical part for additional rinsing of sandy hydraulic mix. Cylinder-conic hydraulic sizing machine outlet accommodates vortex chamber incorporating circulating water feed branch pipe and that to large grain size discharge gravel.

EFFECT: higher efficiency and quality.

4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для гидравлической классификации, а именно для разделения песчано-гравийной смеси.The invention relates to equipment for hydraulic classification, namely for the separation of sand and gravel.

Известна технологическая схема обогащения песка на Шещупском карьере. Хрусталев М.И. Передововой опыт обогащения песка. Аналитический обзор. М. 1990.A well-known technological scheme of sand enrichment at Sheshchupsky quarry. Khrustalev M.I. Sand enrichment best practices. Analytical review. M. 1990.

Технологическая схема предусматривает отделение гравия на виброгрохоте и обогащение песка в гидроклассификаторе типа РКХ-120. Песчано-гравийная смесь подается автосамосвалами в бункер, оснащенный питателем, откуда ленточным конвейером доставляется на виброгрохоте с двумя ситами. Грохочение проводится с промывкой. Из-за виброгрохота гидросмесь поступает в гидроклассификатор для разделения песка на две фракции. Мелкий растворимый песок с водой подается по наклонному водопроводу на карту намыва, а крупный песок - на ленточный конвейер, а затем на склад. Гравий доставляется ленточным конвейером.The technological scheme provides for the separation of gravel on a vibrating screen and the enrichment of sand in a hydroclassifier type PKKh-120. The sand and gravel mixture is fed by dump trucks to a hopper equipped with a feeder, from where it is delivered by a conveyor belt on a vibrating screen with two screens. Screening is carried out with washing. Due to the vibrating screen, the hydraulic mixture enters the hydroclassifier to separate the sand into two fractions. Fine soluble sand with water is fed through an inclined water pipe to the alluvium map, and coarse sand is fed to a conveyor belt, and then to a warehouse. Gravel is delivered by conveyor belt.

Недостатком этой схемы является то, что виброгрохот не полностью справляется с задачей полного разделения гравия и песка. Установленные на нем плетеные сита с ячейками 5×5 мм и 20×20 мм быстро выходят из строя. Обычно через 10-20 смен наблюдается порыв нескольких ячеек сит, особенно в передней части грохота, где сита испытывают большую динамическую нагрузку от загружаемой исходной песчано-гравийной массы. В образовавшие отверстия попадают крупные зерна, которые часто забивают узлы отверстия разгрузочного устройства гидроклассификатора. В результате необходимо останавливать установку и очищать гидроклассификатор от крупных включений. Все это вызывает дополнительный простой установки и снижает ее производительность. Данная установка позволяет только очищать гравий от песка, но не позволяет получать фракционированный гравий.The disadvantage of this scheme is that the vibrating screen does not fully cope with the task of completely separating gravel and sand. The woven sieves with 5 × 5 mm and 20 × 20 mm cells installed on it quickly fail. Usually, after 10-20 shifts, a rush of several sieve cells is observed, especially in the front of the screen, where the sieves experience a large dynamic load from the loaded initial sand and gravel mass. Large grains fall into the formed holes, which often clog the opening nodes of the hydroclassifier discharge device. As a result, it is necessary to stop the installation and clean the hydroclassifier from large inclusions. All this causes an additional simple installation and reduces its performance. This installation only allows you to clean gravel from sand, but does not allow to obtain fractionated gravel.

Известна технологическая схема песка на Ивановском карьере в Киргизстане. Хрусталев М.И. Передововой опыт обогащения песка. Аналитический обзор. М. 1990.A well-known technological scheme of sand at the Ivanovo quarry in Kyrgyzstan. Khrustalev M.I. Sand enrichment best practices. Analytical review. M. 1990.

Исходная пульпа подается на установку от земснаряда по трубопроводу в конический гидрогрохот, где производится очистка песка от гравия. Гравий подается на площадку, откуда отгружается потребителям. Песчаная пульпа самотеком направляется в гидроклассификатор, где осуществляется разделение песка по граничному зерну 0,4 мм.The initial pulp is fed to the unit from a dredger through a pipeline to a conical hydro screen, where sand is cleaned from gravel. Gravel is delivered to the site from where it is shipped to consumers. Sand pulp is directed by gravity to the hydroclassifier, where sand is separated by a 0.4 mm boundary grain.

Крупный песок около 30% поступает в спиральный классификатор, в котором обезвоживается до транспортальной влажности 14%-18%. Отсюда обогащенный песок направляется на ленточный конвейер, который доставляет его на хребтовый склад с фиксирующим основанием. Мелкая фракция песка в виде гидросмеси самотеком подается на карты намыва через шандорные колодцы в выработанное пространство, где повергается осветлению и затем снова подается в кругообразную систему.Coarse sand about 30% enters the spiral classifier, in which it is dehydrated to a transport humidity of 14% -18%. From here, enriched sand is sent to a conveyor belt, which delivers it to the ridge warehouse with a fixing base. A small fraction of sand in the form of a hydraulic slurry is fed by gravity to the alluvial maps through the sandore wells into the worked out space, where it is subjected to clarification and then again fed into a circular system.

Недостатком этой схемы является то, что разделение песка в гидроклассификаторе производится неточно, так как неизбежные изменения в работе земснаряда влияют на стабильность режима гидроклассификатора. Поэтому в крупной фракции остается около 30% зерен менее 0,4 мм. Данная установка позволяет только очистить песок от гравия, но не позволяет получать фракционированный гравий.The disadvantage of this scheme is that the separation of sand in the hydroclassifier is inaccurate, since inevitable changes in the operation of the dredger affect the stability of the hydroclassifier mode. Therefore, about 30% of grains of less than 0.4 mm remain in the coarse fraction. This installation only allows you to clean the sand from gravel, but does not allow to obtain fractionated gravel.

Известна упрощенная технологическая схема обогащения песка на Рязанском заводе силикатного кирпича. Хрусталев М.И. Передововой опыт обогащения песка. Аналитический обзор. М. 1990. Добыча песка ведется гидромеханическим способом. Земснаряд ЗГМ-1-1 разрабатывает и подает гидросмесь на площадку, расположенную около завода, на конический гидрогрохот КГТ-2500. От гидрогрохота отходит система трубопроводов, обеспечивающих самотечную доставку обогащенного песка на две карты намыва. Выделенный гравий по наклонной трубе ссыпается на склад, расположенный в 10 м от конического гидрогрохота.Known simplified technological scheme of sand enrichment at the Ryazan plant of silicate brick. Khrustalev M.I. Sand enrichment best practices. Analytical review. M. 1990. The extraction of sand is carried out hydromechanically. The ZGM-1-1 dredger develops and delivers the hydraulic mixture to the site located near the plant, to the KGT-2500 conical hydraulic screen. A system of pipelines departing from the hydraulic screen ensures the gravity delivery of enriched sand to two alluvial maps. The separated gravel is poured along an inclined pipe into a warehouse located 10 m from a conical hydro screen.

Так как эта схема является упрощенной, она не позволяет получать фракционированный песок и гравий.Since this scheme is simplified, it does not allow to obtain fractionated sand and gravel.

Известная схема классификации песчано-гравийной смеси с выделением фракционированного песка и гравия содержит гидрогрохот, гидроциклон, цилиндроконический гидроклассификатор для разделения песка на две фракции (см. Хрусталев М.И. Передовой опыт обогащения песков. Аналитический обзор, М.: Промышленность строительных материалов, 1990, с.34-38, рис.2.9, /1/), которая является наиболее близким аналогом к предложенному изобретению по совокупности признаков и назначению и может быть принята в качестве прототипа.The well-known classification scheme for a sand-gravel mixture with the separation of fractionated sand and gravel contains a hydro screen, a hydrocyclone, a cylindrical hydroclassifier for separating sand into two fractions (see Khrustalev M.I. Best Practices in Sand Enrichment. Analytical Review, Moscow: Building Materials Industry, 1990 , p. 34-38, Fig. 2.9, / 1 /), which is the closest analogue to the proposed invention in terms of features and purpose and can be adopted as a prototype.

Заявленная схема отличается от известной тем, что гидроклассификатор снабжен демпферным устройством для осуществления дополнительной промывки песковой гидросмеси, а гидроциклон выполнен с возможностью отделения песка от гравия и направления последнего на гидрогрохот, для повышения производительности и эффективности процесса фракционирования. Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение производительности и эффективности процесса выделения фракционированного песка и гравия.The claimed scheme differs from the known one in that the hydroclassifier is equipped with a damper device for additional washing of the sand hydraulic mixture, and the hydrocyclone is capable of separating sand from gravel and directing the latter to a hydraulic screen to increase productivity and efficiency of the fractionation process. The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the productivity and efficiency of the process of separation of fractionated sand and gravel.

Поставленную задачу можно решить за счет технического прогресса развития сортировочного оборудования и технического результата, который заключается в повышении эффективности работы гидроциклона-классификатора, а также самого гидроклассификатора, в простом по конструкции устройстве.The problem can be solved due to technological progress in the development of sorting equipment and the technical result, which consists in increasing the efficiency of the hydrocyclone-classifier, as well as the hydroclassifier, in a device that is simple in design.

Указанный технический результат достигается тем, что гидроциклон-классификатор, включающий цилиндрический корпус, содержащий тангенциальный входной и сливной патрубки, песковое отверстие, согласно изобретению на полезную модель №76523, авторов Л.П.Любченко, С.К.Черниловского, дополнительно содержит герметично соединенную с гидроциклоном вихревую камеру, включающую цилиндроконический корпус с углом конусности β₂=120°, содержащий входной тангенциальный патрубок, соединенный со средством подачи воды, причем гидроциклон конической частью опущен в вихревую камеру на глубину ³/₄ ее цилиндрической части, а соотношение площади сечений цилиндрических частей вихревой камеры и гидроциклона равно 1:(4:5), а соотношение площади сечений пескового, питающего патрубков вихревой камеры и площади сечения пескового отверстия гидроциклона равно соответственно 1:1,5:5,5. Коническая часть гидроциклона имеет угол конусности β₁=20°. Указанные соотношения параметров гидроциклона и вихревой камеры позволяют создавать в вихревой камере необходимый восходящий поток для вывода частиц твердой фазы заданного размера через сливной патрубок в гидроциклоне.The specified technical result is achieved by the fact that the hydrocyclone classifier, including a cylindrical body containing a tangential inlet and drain pipe, a sand hole, according to the invention for utility model No. 76523, authors L.P. Lyubchenko, S.K. Chernilovsky, additionally contains a hermetically connected with a hydrocyclone, a vortex chamber comprising a cylindrical conical body with a taper angle β ₂ = 120 °, comprising an inlet tangential branch pipe connected to a water supply means, the hydrocyclone being a conical part is lowered into the vortex chamber to a depth ^of 3/4 _of its cylindrical part, and the ratio of the cross-sectional area of the cylindrical parts of the vortex chamber and the hydrocyclone is 1: (4: 5), and the ratio of the cross-sectional area of the sand supplying the nozzles of the vortex chamber and the cross-sectional area of the sand opening of the hydrocyclone is respectively 1: 1.5: 5.5. The conical part of the hydrocyclone has a taper angle β ₁ = 20 °. The indicated ratios of the parameters of the hydrocyclone and the vortex chamber make it possible to create the necessary upward flow in the vortex chamber to withdraw particles of a solid phase of a given size through a drain pipe in the hydrocyclone.

Указанная задача решается тем, что применяемый многоситовый гидрогрохот производит сортировку гравия на три различные фракции с дополнительной промывкой и подачей на ленточные конвейера, где для гравия они установлены под углом не более 12°, а ширина ленты принята из условия заполнения желобчатой части.This problem is solved by the fact that the multi-sieve hydraulic screen used makes gravel sorted into three different fractions with additional washing and feeding to belt conveyors, where for gravel they are installed at an angle of no more than 12 °, and the width of the tape is taken from the condition of filling the grooved part.

Задача решается также тем, что нижний выход песка у гидроклассификатора поступает на карту намыва крупной партии песка, а другой выход песка поступает на карту намыва мелкой партии песка, и оборудованы с картой шлама фильтрующим основанием и отводом воды в водоем.The problem is also solved by the fact that the lower sand output from the hydroclassifier enters the alluvium map of a large batch of sand, and another sand outlet enters the alluvium map of a small batch of sand, and are equipped with a sludge map with a filter base and water drainage into the reservoir.

Для доказательства соответствия заявленного изобретения критерию «изобретательский уровень» проводилось сравнение с другими техническими решениями, известными из «уровня техники». Заявленное изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как обеспечивает повышение производительности процесса и улучшение качества фракционирования песка и гравия, что не следует явным образом из известного «уровня техники». На чертеже представлена схема классификации песчано-гравийной смеси с выделением фракционированного песка и гравия.To prove compliance of the claimed invention with the criterion of "inventive step", a comparison was made with other technical solutions known from the "prior art". The claimed invention meets the criterion of "inventive step", as it provides improved process performance and improved quality fractionation of sand and gravel, which does not follow explicitly from the known "prior art". The drawing shows a classification scheme for a sand-gravel mixture with the allocation of fractionated sand and gravel.

Схема классификации песчано-гравийной смеси с выделением фракционированного песка и гравия содержит гидроциклон 4, гидрогрохот 9, цилиндроконический гидроклассификатор 8. Пульпопровод 3 соединен с верхним тангенциальным входом гидроклассификатора 4, представляющего собой гидроциклон-классификатор, содержащий сливной патрубок с отводными трубопроводами, и через регулирующую арматуру соединен с входом гидроклассификатора 8 через демпферное устройство 12, внутри которого в цилиндрической части аппарата установлено съемное сито.The classification scheme for the sand-gravel mixture with the separation of fractionated sand and gravel contains a hydrocyclone 4, a hydraulic screen 9, a cylindrical hydroclassifier 8. The slurry pipeline 3 is connected to the upper tangential inlet of the hydroclassifier 4, which is a hydrocyclone classifier containing a drain pipe with branch pipes, and through control valves connected to the inlet of the hydroclassifier 8 through a damper device 12, inside which a removable sieve is installed in the cylindrical part of the apparatus.

Вихревая камера 5 является гидроциклоном, которая соединена последовательно через шламовый выход аппарата 4 и является одновременно сливным каналом аппарата 4, где на трубопроводе 2 установлен расходомер 17, а также прибор для измерения давления подачи оборотной воды 18 и регулирующий клапан 19. Вихревая камера 5 имеет выходной патрубок для выхода целевой фракции по трубопроводу 13 и шиберную задвижку 15 в гидрогрохот 9. Цилиндроконический гидроклассификатор 8 содержит демпферное устройство 12. Внизу конической части демпферного устройства 12 установлен входной патрубок, связывающий его с гидроклассификатором 8. Гидроклассификатор 8 через патрубок 20 соединен с вихревой камерой 6. Вихревая камера 6 имеет выходной патрубок для выхода целевой фракции продукта по трубопроводу 14 и шиберную задвижку 16 на карту намыва песка 28 и патрубок 10, соединенный с ответвлением магистрального водопровода через расходомер 17 прибор для измерения давления подачи оборотной воды 18, а также регулирующий клапан 19. Гидрогрохот 9 позволяет производить сортировку гравийных смесей на три фракции от 40-20 мм, 20-10 мм, 10-5 мм. Ленточный конвейер 22 служит для приема крупной фракции гравия и подачи на карту 25 готовой продукции. Ленточный конвейер 24 служит для приема средней фракции гравия и подачи на карту 26 готовой продукции. Ленточный конвейер 23 служит для приема мелкой фракции гравия на карту 27 готовой продукции. Мелкая фракция гальки меньше 5 мм сливается в шлам на карту 30.The vortex chamber 5 is a hydrocyclone, which is connected in series through the slurry outlet of the apparatus 4 and is simultaneously a drain channel of the apparatus 4, where a flow meter 17 is installed on the pipe 2, as well as a device for measuring the supply pressure of the circulating water 18 and a control valve 19. The vortex chamber 5 has an outlet a pipe for the exit of the target fraction through the pipe 13 and the slide gate valve 15 into the hydraulic screen 9. The cylindrical hydroclassifier 8 contains a damper device 12. At the bottom of the conical part of the damper device 12 the inlet pipe is connected, connecting it with the hydroclassifier 8. The hydroclassifier 8 is connected through the nozzle 20 to the vortex chamber 6. The vortex chamber 6 has an outlet pipe for the target fraction of the product to exit through pipeline 14 and a gate valve 16 to the sand scavenger card 28 and the pipe 10 connected to a branch of the main water supply through the flow meter 17 a device for measuring the pressure of the supply of circulating water 18, as well as a control valve 19. The hydraulic screen 9 allows gravel mixtures to be sorted into three fractions from 40-20 mm, 20-1 0 mm, 10-5 mm. The conveyor belt 22 is used to receive a large fraction of gravel and feed the finished product onto the card 25. The conveyor belt 24 is used to receive the average fraction of gravel and feed the finished product onto the card 26. The conveyor belt 23 is used to receive a small fraction of gravel on the card 27 of the finished product. A small fraction of pebbles less than 5 mm merges into the sludge on the card 30.

Claims (4)

1. Схема классификации песчано-гравийной смеси с выделением фракционированного песка и гравия содержит приспособление для подачи песчано-гравийной смеси, гидрогрохот, гидроциклон, цилиндроконический гидроклассификатор для разделения песка на две фракции, отличающийся тем, что приспособление для подачи песчано-гравийной смеси связано с гидроциклоном, шламовый выход которого снабжен вихревой камерой с патрубком для подачи оборотной воды и патрубком для отвода гравия в гидрогрохот, выполненный многоситным для разделения гравия на три фракции, при этом вход цилиндроконического гидроклассификатора последовательно соединен с выходом песчаной гидросмеси гидроциклона посредством демпфирующего устройства в виде цилиндроконического аппарата со съемным ситом в цилиндрической части для дополнительной промывки песчаной гидросмеси, а на выходе гидроклассификатор снабжен вихревой камерой с патрубком для подачи оборотной воды и патрубком для выхода крупной фракции песка.1. The classification scheme of the sand-gravel mixture with the separation of fractionated sand and gravel contains a device for supplying a sand-gravel mixture, a hydro screen, a hydrocyclone, a cylindrical hydroclassifier for dividing sand into two fractions, characterized in that the device for feeding a sand-gravel mixture is associated with a hydrocyclone , the slurry outlet of which is equipped with a vortex chamber with a pipe for supplying circulating water and a pipe for diverting gravel into a hydraulic screen made by multi-sieve for separating gravel into three an inlet, while the inlet of the cylinder-conical hydroclassifier is connected in series with the outlet of the sand hydraulic mixture of the hydrocyclone by means of a damping device in the form of a cylinder-conical device with a removable sieve in the cylindrical part for additional washing of the sand mixture, and at the outlet the hydroclassifier is equipped with a vortex chamber with a nozzle for supplying circulating water and a nozzle for supplying recycled water and a pipe for coarse fractions of sand. 2. Схема по п.1, отличающаяся тем, что снабжена ленточными конвейерами, для гравия установленными под углом наклона не более 12°, а ширина ленты принята из условия заполнения желобчатой части.2. The circuit according to claim 1, characterized in that it is equipped with belt conveyors for gravel installed at an angle of inclination of not more than 12 °, and the width of the tape is taken from the condition of filling the grooved part. 3. Схема классификации по п.1, отличающаяся тем, что нижний выход песка у гидроклассификатора поступает на карту намыва крупной фракции песка, а другой выход песка поступает на карту намыва мелкой партии песка.3. The classification scheme according to claim 1, characterized in that the lower sand output of the hydroclassifier enters the alluvium map of a large fraction of sand, and another sand outlet enters the alluvium map of a small batch of sand. 4. Схема классификации по п.3, отличающаяся тем, что карты намыва крупного и мелкого песка, а также шлама оборудованы фильтрующим основанием и отводом воды в водоем. 4. The classification scheme according to claim 3, characterized in that the alluvial maps of coarse and fine sand, as well as sludge, are equipped with a filter base and water drainage into the reservoir.