007315 - 1 - Настоящее изобретение относится к циклонным

007315
Настоящее изобретение относится к циклонным сепараторам для разделения или сортировки материалов и к компонентам для него.
Одним применением настоящего изобретения является создание гидроциклона для разделения или
сортировки суспензий в горнодобывающей промышленности. Усовершенствования в циклонном сепараторе настоящего изобретения не ограничиваются этим определенным применением и могут найти применение для разделения других материалов.
В горнодобывающей промышленности используются различные типы сортирующих устройств, и к
обычно используемым устройствам относятся гидроциклоны. Существует необходимость создания устройства повышенной производительности с меньшим размером сечения и с повышенным КПД. Для значительного повышения производительности в прошлом нужно было увеличивать размер гидроциклона.
Но увеличение размера гидроциклона сопряжено с увеличением размера сечения и снижением КПД.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения создана впускная головка для циклона, содержащая загрузочную камеру, имеющую внутреннюю боковую стенку, верхнюю или концевую стенку,
расположенную на одном конце боковой стенки, открытый конец, расположенный на другом конце боковой стенки и имеющий круглое поперечное сечение с центральной осью, впускное отверстие, расположенное вблизи верхней или концевой стенки для подачи разделяемого материала в загрузочную камеру и имеющее размер H1 высоты загрузки в направлении центральной оси, переливное выпускное отверстие, расположенное в верхней или концевой стенке и соосное с центральной осью, определитель местонахождения завихрения, расположенный на верхней или концевой стенке или проходящий в загрузочную камеру в направлении центральной оси на расстояние L1 от верхней или концевой стенки, и впускную зону, выполненную во внутренней боковой стенке загрузочной камеры, имеющую предшествующий
конец, примыкающий к впускному отверстию, и последующий конец, при этом впускная зона имеет
форму спирали, имеющей ось, проходящую вокруг внутренней боковой стенки и содержащую первый
сектор или поверхность S1, в которой спираль является, по существу, плоской по отношению к горизонтальной плоскости, и второй сектор, в который спираль нисходит (поверхность S2). Эта поверхность
проходит вокруг боковой стенки, по существу, в направлении центральной оси от верхней или концевой
стенки, при этом расстояние от оси спирали до центральной оси сокращается по мере прохождения спирали от впускного отверстия, и расстояние L1 является частью F размера H1 высоты загрузки (фиг. 2).
Впускное отверстие предпочтительно имеет, по существу, прямоугольное поперечное сечение.
Величина части F составляет от 0 до 0,95. Первый сектор предпочтительно имеет протяженность от
впускного отверстия вокруг внутренней боковой стенки на угол α1, равный 0-100°. Второй сектор предпочтительно имеет протяженность в направлении центральной оси на расстояние D, равное от 0,25 до 1
H1 на каждые 90° прохождения вокруг внутренней боковой стенки. Кривая изменения радиуса образующей с углом в центре может быть, например, прямой линией или выпуклой кривой линией.
Второй сектор спирали предпочтительно имеет протяженность вокруг внутренней стенки с углом
от 200 до 380°.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения далее описаны со ссылкой на
прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
фиг. 1 схематически показывает сечение боковой вертикальной проекции циклона, поясняющей основные признаки настоящего изобретения;
фиг. 2 схематически показывает поперечное сечение боковой вертикальной проекции впускной головки обычного циклона;
фиг. 3 показывает горизонтальную проекцию впускной головки, показанной на фиг. 2;
фиг. 4 схематически показывает поперечное сечение впускной головки для циклона согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 показывает горизонтальную проекцию впускной головки, показанной на фиг. 4.
Фиг. 1 схематически показывает боковую проекцию циклона 10, поясняющую основные признаки
изобретения.
Циклон 10 при использовании обычно ориентирован таким образом, что его центральная ось 12
расположена вертикально. Циклон 10 содержит впускную головку 20, имеющую загрузочную камеру 21
для исходного материала с внутренней боковой стенкой 22 и верхней стенкой 23. Через впускное отверстие 24 разделяемый материал поступает в камеру 21. Выпускное переливное отверстие 25 выполнено в
верхней стенке 23, и определитель 26 местонахождения завихрения проходит в камеру 21. После впускной головки 20 расположена разделяющая секция 30, имеющая разделяющую камеру 32 с внутренней
стенкой 33 конической формы. Выпускное отверстие 35 нижнего потока выполнено в конце разделяющей секции 30.
Настоящее изобретение относится к усовершенствованной впускной головке для циклона.
Фиг. 2 и 3 показывают известную впускную головку. Впускное отверстие 24 имеет, по существу,
прямоугольное поперечное сечение и размер H1 высоты загрузки в направлении центральной оси. Исходный материал подается в камеру 21, по существу, по касательной к внутренней боковой стенке 22.
Определитель 26 местонахождения завихрения проходит в загрузочную камеру на расстояние L1 от
верхней стенки 23. Как правило, в известных циклонах L1 больше H1.
-1-
007315
Впускная головка 20 согласно настоящему изобретению показана на фиг. 4 и 5. Для указания аналогичных элементов используются те же упоминаемые выше ссылочные обозначения. Впускная головка
включает впускную зону 40 для исходного материала, проходящую от впускного отверстия 24. Впускная
зона 40 имеет форму спирали с осью 41 и содержит первый сектор S1, расположенный, по существу, горизонтально и проходящий вдоль боковой стенки на угол α1, и второй сектор S2, расположенный после
первого сектора S1 и проходящий вокруг боковой стенки на угол α2 и вниз в направлении центральной
оси на расстояние D на каждые 90° хода вокруг боковой стенки.
Расстояние от оси 41 спирали до центральной оси 12 последовательно сокращается от впускного
отверстия 24. Длина L1 определителя местонахождения завихрения меньше размера H1. Обнаружено,
что часть F, определяющая соотношение между L1 и H1, может находиться в пределах значений 0-0,95.
Величина D предпочтительно равна от 0,25 H1 до H1 на каждые 90° протяженности спирали. Изменение
радиуса образующей спирали S1 плюс S2 с углом α должно постоянно уменьшаться, т.е. оно не должно
иметь сингулярных точек, и предпочтительно является прямой линией или кривой линией. Угол α2
предпочтительно равен 200-380°.
Подразумевается, что различные изменения, модификации и/или дополнения можно предусмотреть
в разных конструкциях или компоновках компонентов в рамках концепции и объема настоящего изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Впускная головка для циклона, содержащая загрузочную камеру, имеющую внутреннюю боковую стенку, верхнюю или концевую стенку, расположенную на одном конце боковой стенки, открытый
конец, расположенный на другом конце боковой стенки и имеющий круглое поперечное сечение с центральной осью, впускное отверстие, расположенное вблизи верхней или концевой стенки для подачи
разделяемого материала в загрузочную камеру и имеющее размер H1 высоты загрузки в направлении
центральной оси, переливное выпускное отверстие, выполненное в верхней или концевой стенке и соосное с центральной осью, определитель местонахождения завихрения, расположенный на верхней или
концевой стенке или проходящий в загрузочную камеру в направлении центральной оси на расстояние
L1 от верхней или концевой стенки, и впускную зону, расположенную во внутренней боковой стенке
загрузочной камеры, имеющую предшествующий конец, примыкающий к впускному отверстию, и последующий конец, при этом впускная зона выполнена в виде спирали, имеющей ось, проходящую вокруг
внутренней боковой стенки и содержащую первый сектор, в котором спираль расположена, по существу,
под прямыми углами по отношению к центральной оси, и второй сектор, в котором спираль проходит
вокруг боковой стенки, по существу, в направлении центральной оси от концевой стенки, при этом расстояние от оси спирали до центральной оси сокращается по мере прохождения спирали от впускного
отверстия и расстояние L1 является частью F размера H1 высоты загрузки.
2. Впускная головка по п.1, в которой впускное отверстие имеет, по существу, прямоугольное поперечное сечение.
3. Впускная головка по п.1 или 2, в которой часть F равна 0-0,95.
4. Впускная головка по пп.1, 2 или 3, в которой первый сектор имеет горизонтальную протяженность от впускного отверстия вокруг внутренней боковой стенки на угол α1, равный 0-100°.
5. Впускная головка по любому из предыдущих пунктов, в которой второй сектор проходит от горизонтальной плоскости в направлении центральной оси на расстояние D, равное от 0,25×Н1 до 1×Н1 на
каждые 90° протяженности вокруг внутренней боковой стенки.
6. Впускная головка по любому из предыдущих пунктов, в которой кривая изменения радиуса образующей с углом в центре является прямой линией или выпуклой кривой линией.
7. Впускная головка по любому из предыдущих пунктов, в которой второй сектор спирали имеет
протяженность вокруг внутренней стенки на угол от 200 до 380°.
-2-
007315
Фиг. 1
Фиг. 2
Фиг. 3
-3-
007315
Фиг. 4
Фиг. 5
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
-4-