RU2758810C1 - Method for isolating fine particles from bulk material - Google Patents
Method for isolating fine particles from bulk material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758810C1 RU2758810C1 RU2021100675A RU2021100675A RU2758810C1 RU 2758810 C1 RU2758810 C1 RU 2758810C1 RU 2021100675 A RU2021100675 A RU 2021100675A RU 2021100675 A RU2021100675 A RU 2021100675A RU 2758810 C1 RU2758810 C1 RU 2758810C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drum
- particles
- bulk material
- rotation
- centrifuge
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
- B07B13/04—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices according to size
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологическим процессам обогащения полезных ископаемых, в частности к технологии выделения из сыпучих материалов мелких частиц с помощью центробежных сил, и может найти применение, в частности, в горнорудной, строительной, металлургической промышленности.The invention relates to technological processes for the beneficiation of minerals, in particular to the technology of separating small particles from bulk materials using centrifugal forces, and can be used, in particular, in the mining, construction, and metallurgical industries.
Из уровня техники широко известны различные методы классификации полезных ископаемых, основанные на использовании, например, воздушной струи или на использовании грохотов различной конструкции (методы просеивания). From the prior art, various methods of classification of minerals are widely known, based on the use of, for example, an air jet or on the use of screens of various designs (screening methods).
Так, например, из уровня техники известен способ выделения из сыпучего материала мелких частиц, который реализуется с помощью устройства для классификации сыпучих материалов вибрационным сепарированием. При работе такого устройства исходный сепарируемый сыпучий материал размещают в бункере и дозировано подают в канал, установленный наклонно и закрепленный на несущем коробе. Каналу от вибровозбудителя задают вибрации, обеспечивающие в толще сыпучего материала разделение по размерам частиц. В зависимости от исходного материала и цели сепарирования, выбирают количество отсекающих элементов и величины их установки по высоте от дна канала. При движении сепарируемого сыпучего материала под действием вибрации вдоль канала происходит разделение частиц по размеру частиц (см. Патент RU 173760, опубликован 11.09.2017).So, for example, from the prior art there is known a method for separating small particles from bulk material, which is implemented using a device for the classification of bulk materials by vibration separation. During the operation of such a device, the original separated bulk material is placed in the hopper and is dosed into the channel installed obliquely and fixed on the carrier box. The vibration is set to the channel from the vibration exciter, which ensures separation by particle size in the bulk of the bulk material. Depending on the source material and the purpose of separation, select the number of shut-off elements and the value of their installation in height from the bottom of the channel. When the separated bulk material moves under the influence of vibration along the channel, the particles are separated according to the particle size (see Patent RU 173760, published 09/11/2017).
Недостатком данного способа является отсутствие возможности точного задания размеров отделяемого класса материала. Размер разделения будет зависеть от ситового состава материала. Например, если материал будет состоять на 90% из крупного класса, то данный класс попадет и в нижний и в средний лоток.The disadvantage of this method is the lack of the ability to accurately set the size of the separated material class. The size of the separation will depend on the sieve composition of the material. For example, if the material consists of 90% of a large class, then this class will fall into both the lower and middle trays.
Также из уровня техники известен способ удаления мелких частиц из крупнозернистого слоя сыпучих материалов, включающий подачу материала, выделение примесей при продувке снизу вверх вертикальным воздушным потоком с образованием зон продувки высоких и низких скоростей воздуха и вывод удаляемых фракций по направлению воздушного потока. Материал подают в количестве, достаточном для образования плотного неподвижного слоя, который продувают воздушным потоком со скоростью, близкой к скорости начала псевдоожижения граничного зерна удаляемых примесей, с образованием псевдоожиженного слоя. При этом зону продувки высоких скоростей воздуха создают с использованием опущенного в образовавшийся псевдоожиженный слой полого цилиндра, по которому осуществляют отвод и транспортировку удаляемых частиц (см. Патент RU 2594494, опубликован 20.08.2016).Also known from the prior art is a method for removing small particles from a coarse-grained layer of bulk materials, including feeding the material, separating impurities when blowing from bottom to top with a vertical air flow with the formation of blowing zones of high and low air velocities and withdrawing the removed fractions in the direction of the air flow. The material is supplied in an amount sufficient to form a dense fixed bed, which is blown with an air flow at a speed close to the speed of the beginning of fluidization of the boundary grain of the removed impurities, with the formation of a fluidized bed. In this case, a zone for blowing high air velocities is created using a hollow cylinder lowered into the formed fluidized bed, through which the removed particles are removed and transported (see Patent RU 2594494, published on 08/20/2016).
Недостатком такого решения является низкая точность разделения (частицы могут выделяться не по размеру, а по отношению массы частицы к площади ее поперечного сечения); необходимость очистки воздуха; необходимость предварительно выделять частицы близкие по размеру.The disadvantage of this solution is the low separation accuracy (particles can be separated not by size, but by the ratio of the particle mass to its cross-sectional area); the need for air purification; the need to pre-select particles of similar size.
Наиболее близким к предложенному решению является способ разделения материала под воздействием центробежных сил, заключающийся в том, что разделяемый материал формируют в виде концентрированного кольцевого объема при одновременном относительном перемещении частиц их импульсным торможением (см. заявка №94023363 на изобретение, опубликована 20.08.1996).The closest to the proposed solution is a method for separating material under the influence of centrifugal forces, which consists in the fact that the separated material is formed in the form of a concentrated annular volume with simultaneous relative movement of particles by their impulse deceleration (see application No. 94023363 for invention, published on 08.20.1996).
Недостатком такого способа является сложность регулировки размера частиц отсеиваемого материала. The disadvantage of this method is the difficulty of adjusting the particle size of the screened material.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является упрощение процесса выделения из влажной массы сыпучего материала мелких частиц с возможностью регулировки размера частиц отсеиваемого материала.The technical problem solved by the invention is to simplify the process of separating fine particles from the wet mass of bulk material with the possibility of adjusting the particle size of the sifted material.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности проведения непрерывного процесса классификации полезных ископаемых, исключение необходимости постоянной очистки устройства в процессе классификации полезных ископаемых, обеспечение возможности выбора максимального размера выделяемых мелких частиц из влажной массы.The technical result of the invention is to ensure the possibility of carrying out a continuous process of classification of minerals, eliminating the need for constant cleaning of the device in the process of classifying minerals, ensuring the possibility of choosing the maximum size of emitted small particles from the wet mass.
Технический результат изобретения достигается благодаря реализации способа выделения из сыпучего материала мелких частиц, который заключается в том, что подают исходный сыпучий материал в центрифугу, где его формируют в виде концентрированного кольцевого объема при одновременном относительном перемещении частиц, исходный сыпучий материал подают в центрифугу, ось вращения барабана которого расположена горизонтально или под наклоном к горизонтали, а внутри барабана в верхней его части вдоль его образующей поверхности неподвижно расположен съемник мелких частиц, выполненный в виде желоба с высокой и низкой стенками, осуществляют вращение барабана со скоростью
w – угловая скорость вращения барабана;w is the angular speed of rotation of the drum;
g – ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;
Rп – радиус прилипания частиц к внутренней поверхности барабана;Rп - radius of adhesion of particles to the inner surface of the drum;
Rп = Rвн – L/2, где Rп = Rвн - L / 2, where
Rвн – внутренний радиус барабана, Rвн - inner radius of the drum,
L – максимальный размер выделяемых мелких частиц,L is the maximum size of emitted small particles,
и снимают мелкие частицы в верхней части барабана с помощью съемника мелких частиц, при этом съемник мелких частиц устанавливают так, что сначала по ходу вращения барабана расположена низкая стенка, а за ней высокая стенка, причем сам желоб расположен ближе к оси барабана от его внутренней поверхности.and small particles are removed in the upper part of the drum using a small particle remover, while the small particle remover is installed so that first along the rotation of the drum, a low wall is located, followed by a high wall, and the chute itself is located closer to the axis of the drum from its inner surface ...
Кроме того, могут использовать центрифугу с цилиндрическим барабаномAlternatively, can use a cylindrical drum centrifuge
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично показано устройство для выделения из сыпучего материала мелких частиц; на фиг. 2 – разрез А–А на фиг. 1, на фиг. 3 схематично показано действие сил на частицы разного размера и зоны расположения частиц при центрифугировании.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 schematically shows a device for separating fine particles from bulk material; in fig. 2 - section A – A in Fig. 1, FIG. 3 schematically shows the effect of forces on particles of different sizes and zones of particle arrangement during centrifugation.
Предложенный способ выделения из сыпучего материала мелких частиц осуществляется с помощью устройства для выделения из сыпучего материала мелких частиц, которое представляет собой центрифугу 1. Центрифуга 1 имеет цилиндрический (продолговатый вдоль оси) барабан 2, а внутри барабана 2 в верхней его части (при горизонтальном его размещении) вдоль внутренней образующей поверхности барабана 2 неподвижно расположен продолговатый съемник 3 мелких частиц. Съемник 3 может быть жестко закреплен любым возможным способом, обеспечивающим его неподвижное положение внутри барабана 2 при свободном вращении барабана 2. The proposed method for separating small particles from bulk material is carried out using a device for separating small particles from bulk material, which is a centrifuge 1. The centrifuge 1 has a cylindrical (elongated along the axis)
Съемник 3 имеет, преимущественно, L-образную форму поперечного сечения. При этом съемник 3 представляет собой продолговатый желоб, расположенный вдоль оси барабана 2 и имеющий одну высокую стенку 4, продольная кромка которой расположена около поверхности барабана 2 (вдоль его образующей поверхности) с зазором по отношению к внутренней поверхности барабана 2, который меньше размера самых маленьких из всех выделяемых мелких частиц (или без зазора). Стенка 4 съемника 3 предназначена для снятия в верхней точке барабана 2 (или близкой к ней) мелких выделяемых частиц. Также съемник 3 имеет с другой боковой стороны желоба низкую стенку 5, которая выполняет функцию ограничителя уже снятых мелких частиц, чтобы они не выпадали обратно в барабан 2 в процессе выделения мелких частиц. Расположение съемника 3 в барабане 2 осуществлено так, что сначала по ходу вращения барабана 2 расположена низкая стенка 5, а за ней высокая стенка 4, при этом сам желоб расположен ближе к оси барабана 2 (от его внутренней поверхности).The
При осуществлении предложенного способа центрифуга 1 располагается горизонтально или под небольшим углом α к горизонтали, т.е. ось вращения барабана 3 расположена горизонтально или под углом α к горизонтали.When implementing the proposed method, the centrifuge 1 is located horizontally or at a small angle α to the horizontal, i.e. the axis of rotation of the
Исходный материал подают в барабан 2 центрифуги 1 и осуществляют вращение барабана 2 (центрифугирование исходного материала). При осуществлении способа исходный материал перемещается в барабане 2 (при его вращении) от места загрузки до места выгрузки материала, т.е. от одного торца центрифуги 1 до другого.The starting material is fed into the
Вращение барабана 2 осуществляют с угловой скоростью
w – угловая скорость вращения барабана 2;w is the angular speed of rotation of the
g – ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;
Rп = Rвн – L/2 где Rп = Rвн - L / 2 where
Rвн – внутренний радиус барабана 2, Rvn - inner radius of
L – максимальный размер выделяемых мелких частиц (определяется по необходимости и до начала осуществления способа).L is the maximum size of the emitted small particles (determined as necessary and before the start of the method).
При вращении барабана 2 с загруженным в него исходным материалом, внутри барабана 2 на частицы исходного материала действуют сила тяжести Fт и центробежная сила Fц.When the
Центробежная сила Fц в каждой точке сечения барабана 2 направлена от центра барабана 2 и равна Fц = m*w2*R, гдеThe centrifugal force Fц at each point of the section of the
m – масса частицы;m is the mass of the particle;
w – угловая скорость вращения барабана 2;w is the angular speed of rotation of the
R – радиус точки приложения силы.R is the radius of the point of application of the force.
Сила тяжести для частиц исходного материала в каждой точке поперечного сечения барабана 2 одинакова и равна Fт = m*g, гдеThe force of gravity for the particles of the starting material at each point of the cross-section of the
g – ускорение свободного падения.g is the acceleration of gravity.
Для того, чтобы при осуществлении предложенного способа происходило выделение мелких частиц из всего исходного материала, необходимо, чтобы в самой верхней точке поперечного сечения барабана 2 (где действие силы тяжести Fт на частицы перпендикулярно силам трения) был создан эффект отрицательной гравитации. Такой эффект можно обеспечить путем приравнивания силы тяжести Fт частицы и центробежной силы Fц в верхней части барабана 2, находящейся на расстоянии Rп от оси барабана 2. При этом радиус Rп – так называемый радиус прилипания частиц к внутренней поверхности барабана 2.In order for the implementation of the proposed method to separate out small particles from the entire starting material, it is necessary that at the highest point of the cross-section of the drum 2 (where the action of gravity Ft on the particles is perpendicular to the friction forces) a negative gravity effect should be created. This effect can be achieved by equating the gravity Ft of the particle and the centrifugal force Fc in the upper part of the
Таким образом, если Fт = Fц, то Thus, if Ft = Fc, then
m*g = m*w2*Rп,m * g = m * w 2 * Rп,
g = w2Rпg = w 2 Rп
Таким образом, при таком равенстве угловой скорости вращения барабана 2 центрифуги 1, внутри кольцевого пространства, образуемого радиусом прилипания Rп и внутренним радиусом Rвн барабана 2, образуется зона, в которой сила тяжести Fт частицы исходного материала размером не более L не превысит центробежную силу Fц (т.е. Fт < Fц).Thus, with such equality of the angular speed of rotation of the
Предполагая, что центр тяжести Fт, как правило, находится в центральной части частицы, то максимальный размер L «прилипших» к внутренней поверхности вращающегося барабана 2 мелких выделяемых частиц не превысит удвоенной разности Rвн – Rп, т.е. L = 2*(Rвн – Rп).Assuming that the center of gravity Ft, as a rule, is located in the central part of the particle, then the maximum size L of small separated particles "adhered" to the inner surface of the rotating
В результате, внутри барабана 2 образуется кольцевое пространство, так называемое «зона прилипания» частиц Rзп (Rзп = Rвн – L).As a result, an annular space is formed inside the
Таким образом, выбрав угловую скорость вращения барабана
Выбрав таким образом угловую скорость вращения w, соответствующую заданному радиусу прилипания, рассмотрим силы, действующие на частицы в верхней части зоны прилипания.Having thus chosen the angular velocity of rotation w corresponding to a given sticking radius, we consider the forces acting on the particles in the upper part of the sticking zone.
На фиг. 3 показано положение частиц в верхней части барабана 2 при его вращении. Таким образом, частица, имеющая размер L «прилипнет» к внутренней поверхности барабана 2 при вращении барабана 2 с указанной угловой скоростью w, а частица, имеющая размер больше L упадет вниз под действием превосходящей силы тяжести, поскольку она находится уже вне зоны прилипания Rзп.FIG. 3 shows the position of the particles in the upper part of the
В силу различия поведения частиц мелкого и крупного размера внутри барабана 2 при его вращении с указанной угловой скоростью w, исходное сырье (горная масса) внутри барабана 2 центрифуги 1 образует два контура А и В (см. фиг. 2).Due to the difference in the behavior of small and large particles inside the
При вращении барабана 2 центрифуги 1 с указанной угловой скоростью w мелкие частицы «прилипнут» к внутренней поверхности барабана 2 в его верхней части, пройдут (не падая) верхнюю точку вращающегося барабана 2, и далее эти мелкие частицы снимают в верхней части барабана 2 с помощью съемника 3 мелких частиц. Такие частицы могут помещаться на продольный желоб L-образного съемника 3 и перемещаться в зону выгрузки выделенных мелких частиц. When the
Крупные частицы при вращении барабана 2 сначала тоже «прилипают» к внутренней поверхности вращающегося барабана 2 центрифуги 1, но затем, под действием доминирующей силы тяжести Fт, скатываются из зоны А в зону В, не достигая верхней точки поперечного сечения барабана 2.When the
Таким образом, при осуществлении предложенного способа может быть выполнено выделение из горной массы мелких частиц без использования традиционного просеивания. При этом полностью исключается эффект загрязнения и забивания ячеек используемых традиционно просеивающих устройств. В результате существенно упрощается процесс выделения мелких частиц (в том числе менее 2.5 мм) без необходимости остановки процесса выделения, поскольку отсутствует необходимость постоянной очистки устройства, с помощью которого реализуется предложенный способ. Правильно подобранная угловая скорость вращения барабана 2 позволяет только путем вращения барабана 2 (используя съемник 3 частиц) отделить мелкие частицы от крупных.Thus, when implementing the proposed method, the separation of fine particles from the rock mass can be performed without using traditional screening. At the same time, the effect of contamination and clogging of the cells of the traditionally used screening devices is completely excluded. As a result, the process of separating small particles (including less than 2.5 mm) is greatly simplified without the need to stop the isolation process, since there is no need for constant cleaning of the device with which the proposed method is implemented. Correctly selected angular speed of rotation of
Благодаря возможности регулировки скорости вращения барабана 2 также обеспечивается возможность регулировки размера выделяемых частиц, т.е. выбора максимального размера выделяемых мелких частиц из влажной массы. Thanks to the possibility of adjusting the speed of rotation of the
При этом за счет цилиндрической продолговатой формы барабана 2 и движении исходного сырья от одного торца центрифуги 1 до другого (противоположного), происходит качественное выделение мелких частиц за счет непрерывности вращения, поскольку мелкие частицы, не выделенные сначала загрузки в общей массе, выделяются по ходу движения исходного сырья вдоль барабана 2 до зоны выгрузки при вращения барабана 2.At the same time, due to the cylindrical oblong shape of the
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021100675A RU2758810C1 (en) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Method for isolating fine particles from bulk material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021100675A RU2758810C1 (en) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Method for isolating fine particles from bulk material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2758810C1 true RU2758810C1 (en) | 2021-11-02 |
Family
ID=78466626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021100675A RU2758810C1 (en) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | Method for isolating fine particles from bulk material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2758810C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1289400A (en) * | 1970-12-29 | 1972-09-20 | ||
| SU793469A1 (en) * | 1979-04-23 | 1981-01-07 | Всесоюзный Сельскохозяйственныйинститут Заочного Образования | Device for separating grain-straw pile |
| SU1353404A1 (en) * | 1985-08-21 | 1987-11-23 | Грузинский политехнический институт им.В.И.Ленина | Arrangement for sorting out loose materials |
| RU94023363A (en) * | 1994-06-20 | 1996-08-20 | Е.Н. Жирнов | Method and apparatus for separation of material |
| RU2558872C1 (en) * | 2014-01-22 | 2015-08-10 | Дмитрий Борисович Никишичев | Method of dry dressing of coal |
| RU2564883C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-10-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии) | Grain separator |
| RU168611U1 (en) * | 2016-06-30 | 2017-02-13 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Drum screen |
-
2021
- 2021-01-14 RU RU2021100675A patent/RU2758810C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1289400A (en) * | 1970-12-29 | 1972-09-20 | ||
| SU793469A1 (en) * | 1979-04-23 | 1981-01-07 | Всесоюзный Сельскохозяйственныйинститут Заочного Образования | Device for separating grain-straw pile |
| SU1353404A1 (en) * | 1985-08-21 | 1987-11-23 | Грузинский политехнический институт им.В.И.Ленина | Arrangement for sorting out loose materials |
| RU94023363A (en) * | 1994-06-20 | 1996-08-20 | Е.Н. Жирнов | Method and apparatus for separation of material |
| RU2558872C1 (en) * | 2014-01-22 | 2015-08-10 | Дмитрий Борисович Никишичев | Method of dry dressing of coal |
| RU2564883C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-10-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии) | Grain separator |
| RU168611U1 (en) * | 2016-06-30 | 2017-02-13 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) | Drum screen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3105291C (en) | Gravity separation apparatus and method for coarse coal slime | |
| US9073088B2 (en) | Centrifugal size-separation sieve for granular materials | |
| Chan et al. | Extended trials with the high tonnage multi-gravity separator | |
| US1877861A (en) | Process of and apparatus for separating materials | |
| Mijał et al. | Development of dry coal gravity separation techniques | |
| US5080235A (en) | Small particle separator | |
| RU2758810C1 (en) | Method for isolating fine particles from bulk material | |
| US3674144A (en) | Gravity separation of granular materials | |
| US5069346A (en) | Method and apparatus for friction sorting of particulate materials | |
| RU2758129C1 (en) | Method for separating bulk material by density | |
| RU2365431C1 (en) | Pneumatic separator of particulate material | |
| US4857177A (en) | Dry separation of solids | |
| GB1029001A (en) | A method and an apparatus for wet and dry screening | |
| SU1669590A1 (en) | Air-operated classifier of loose materials | |
| US1119662A (en) | Process of and apparatus for sizing comminuted material. | |
| US5107991A (en) | Method and apparatus for friction sorting of particulate materials | |
| RU2805755C1 (en) | String classifier | |
| RU2430793C1 (en) | Three-product air separator | |
| UA22962U (en) | Method for separation of mixture in air inertia separator | |
| RU2414969C1 (en) | Air two-product classifier | |
| RU202919U1 (en) | RECEIVING AND SEGRATION BUNKER | |
| RU2337758C1 (en) | Vibration concentrator | |
| US1191568A (en) | Method and apparatus for grading sand. | |
| SU1459732A1 (en) | Screen | |
| RU2574644C1 (en) | PROCESS PLANT FOR EXTRACTION OF FINE SIZES (0-1 mm) FROM INITIAL MATERIAL USING DRY METHOD |