[发明专利]离心分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离浆体中不同密度的微细颗粒的离心设备。

背景技术

现已投入广泛商业应用的具有分离浆体中不同密度的微细颗粒的离心设备中有一种具有碗状转鼓的离心机，在加拿大专利CA1111809A1首次公开，并在此后一系列专利或专利申请中，包括US4608040，US4846781，US5338284，US5462513，US5586965，US5601523，US6149572，US6796934，US2004013260，US20050026766，US20060135338，不断得到改进和完善，被称为Knelson离心分离机或Falcon离心分离机。这类分离设备的主要结构包括一个垂直的可以高速旋转的碗状转鼓和位于转鼓外周壁的一条或多条环状溜槽，一根给料管通向转鼓底部，转鼓底部设有可使物料加速旋转的叶轮，其中有的技术方案在溜槽内设置了可防止溜槽内的物料滞留沉积的液体喷射装置，有的技术方案设置了可以让重物料连续不断的排出的节流喷嘴。其工作原理是：待处理的浆体物料由位于机器中央的垂直给料管进入转鼓，在高达50-300G加强重力场作用下，矿物在向外上方运动的同时按照不同的密度沿转鼓内壁分层。在物料到达溜槽时，其中最重的部分富集在溜槽底部或通过一系列节流喷嘴不断地流出转鼓，进入重物料收集输出通道，其它较轻的成分从转鼓的上缘飞出，进入轻物料收集输出通道。该类设备的颗粒分级遵从析离分层规律，即密度和粒度各不相同的颗粒的分层规律从下向上是按照较重的小颗粒、较重的大颗粒、较轻的小颗粒及较轻的大颗粒来分布的。由于薄层浆体物料在分层过程中相对于转鼓内壁或溜槽具有较高的运动速度，因此具有使得已分层的颗粒产生混杂的趋势，这种趋势在物料粒度较小时更加明显，因此，该设备用于脱除煤中灰份或硫分时，当粒度小于一定的限度时，分离效果迅速下降甚至完全失效。在已见诸报告的实践中，最小的有效分离粒度约为37μm，低于此粒度便不能进行有效分离。

发明内容

本发明介绍了一种充分利用析离效应的离心分离装置，可以在不增加离心 加速度的条件下用于对更微细的浆体颗粒按其密度分层并实现有效分离。

参见附图1。该装置包括分离腔1、进料口2、至少一个带溜槽3的重料出口4和至少一个轻料出口5，其特征是分离腔1为由外侧壁11和内侧壁围12成的回转体空腔，在动力驱动下能绕其中轴线131旋转，所述的回转体空腔包括头端14和尾端15，进料口通过位于分离腔内侧壁和外侧壁之间的通道与分离腔连通，轻料出口开口于分离腔尾端的内外侧壁的交界处或与之毗邻的内侧壁，重料出口通过环状溜槽开口于分离腔靠近尾端的外侧壁，进料口设置物料加速装置6，配合分离腔的不同形态及相应的物料出口位置构成物料差速旋转推进装置，物料差速旋转推进装置使得进入分离腔的浆体物料随分离腔旋转，保持旋转的速度与分离腔的旋转速度有适当大小的差别，并推动浆体物料最终经各物料出口排除腔外，进料口和出料口的设置应保证进料速度能够大于或等于轻、重料出口排出速度的总和，以使得分离腔在工作时保持充满物料的状态。

所述的物料差速旋转推进装置可以具体设置为：分离腔设置为头端细尾端粗的类中空截锥状，物料加速装置设置为辐射状挡板61，挡板的延伸范围不超过分离腔的内侧壁，使得离开进料口的物料的旋转速度略慢于分离腔，轻料出口与中轴线的距离A大于或等于中轴线与进料口外缘的距离B。所述的挡板为中心平面通过驱动轴轴线两边分别与分离腔内外侧壁结合的一组平板。

参见附图2和附图6。所述的物料差速旋转推进装置还可以具体设置为：分离腔设置成头端粗尾端细的类中空截锥状。物料加速装置设置为涡轮62，涡轮的输出口621朝向分离腔的旋转方向，以使得离开进料口的物料的旋转速度略快于分离腔的旋转速度。根据所设置的涡轮产生的加压作用的强弱，轻料出口与中轴线的距离小于、等于或大于中轴线与进料口外缘的距离。当涡轮的加压作用强时，轻料出口与中轴线的距离可以小于中轴线与进料口外缘的距离。

参见附图3和附图7。上述头端细尾端粗的类中空截锥状分离腔的离心分离装置，物料加速装置设置为也可以采用涡轮，涡轮的输出口621朝向与分离腔的旋转方向相反的方向，以使得离开进料口的物料的旋转速度略慢于分离腔的旋转速度。根据所设置的涡轮产生的加压作用的强弱，轻料出口与中轴线的距离小于、等于或大于进料口外缘的距离。