Чашевый классификатор
Чашевый классификатор (рис. 7) представляет собой агрегат, состоящий из двух классифицирующих устройств: верхнего – в виде конусной чаши 1 с медленно вращающимися криволинейными гребками 4 и нижнего – реечного классификатора 6. Суспензия подается в чашу через патрубок 5. Слив, переливаясь через порог 2, удаляется по патрубку 3; пески через отверстие в дне чаши поступают в реечный классификатор 6, где перемещаются гребками-рейками 7 и промываются водой, движущейся противотоком к пескам, для удаления увлеченных ими мелких частиц. Промывные воды поднимаются через отверстия в дне чаши и удаляются со сливом через порог 2, пески удаляются через порог 8.
Рис. 7. Чашевый классификатор: 1 – конусная чаша, 2 – сливной порог; 3 – патрубок для слива;
4 – криволинейные гребки; 5 – патрубок для подачи суспензии; 6 – реечный классификатор;
7 – гребки-рейки; 8 – порог для удаления песков.
Центробежные классификаторы (гидроциклоны)
В качестве центробежных классификаторов используют гидроциклоны и центрифуги.
Гидроциклон (рис. 8) имеет неподвижный корпус, состоящий из нижней конической и верхней цилиндрической частей. Разделяемая суспензия подается насосом (или самотеком за счет напора столба суспензии) под избыточным давлением 0,3–2 атм через боковой патрубок в цилиндрическую часть корпуса. Суспензия поступает в корпус по касательной и потому начинает в нем вращаться. При вращении потока с большой угловой скоростью более крупные твердые частицы движутся по спиральной траектории вниз и в виде сгущенной суспензии (пески) удаляются через песковую насадку 4. Более мелкие частицы и большая часть жидкости движутся во внутреннем спиральном потоке вокруг центрального (шламового) патрубка 2 и в виде тонкой взвеси (слив) поднимаются по этому патрубку в камеру 3 (3– камера для слива), откуда удаляются через верхний боковой патрубок. При большой скорости вращения потока вдоль оси гидроциклона образуется воздушный столб, давление в котором ниже атмосферного. Это воздушное ядро ограничивает с внутренней стороны поток мелких частиц в гидроциклоне. Разделяющее действие гидроциклона можно регулировать, изменяя глубину погружения шламового патрубка 2 и сечения песковой насадки 4. Насадки обычно являются сменными деталями различного сечения или же предусматривается возможность регулирования сечения насадок. Один из способов такого регулирования показан на рис. 8.
При нагнетании воздуха или масла в кольцевую полость резинового манжета 6 сечение насадки для прохода песков уменьшается. Таким способом возможно автоматическое регулирование работы гидроциклона.
Для уменьшения износа корпус гидроциклона футеруют изнутри марганцовистым чугуном или плитками из каменного литья (на рис.7 футеровка не показана). В гидроциклонах для разделения малоабразивных тонких суспензий корпус изготовляют из чугуна. Применяют также гуммирование корпуса и быстроизнашивающихся деталей, т. е. покрытие их слоем износоустойчивой резины; в песковых насадках часто устанавливают резиновый вкладыш 5 (рис. 8).
Для получения весьма тонких сливов применяют гидроциклоны очень малых диаметров (до 10–15 мм), и для достижения нужной производительности соединяют их в один агрегат (мультигидроциклоны). По устройству и принципу действия гидроциклоны и мультигидроциклоны аналогичны циклонам – аппаратам, применяемым для очистки газов от пыли.
Рис. 8. Гидроциклон 1 – корпус; 2 – центральный (шламовый) патрубок; 3 – камера для слива;
4 – песковая насадка; 5 – резиновый вкладыш; 6 – резиновый манжет.
Гидроциклоны используют для классификации суспензий с размерами частиц главным образом в пределах 15–100 мк. В процессах тонкого измельчения гидроциклоны эффективно работают совместно с мельницами в открытом и замкнутом циклах.
Центростремительные ускорения, сообщаемые потоку в гидроциклоне, во много раз превышают ускорение силы тяжести. Поэтому, несмотря на небольшие размеры, гидроциклоны имеют высокую производительность, значительно большую, чем производительность механических классификаторов. От классификаторов других типов гидроциклоны выгодно отличаются отсутствием движущихся частей.
Перед механическими классификаторами гидроциклоны обладают также следующими преимуществами:
1) более тонкая сепарация по сравнению с сепарацией, экономически выгодной в механических классификаторах,
2) большая плотность слива,
3) отсутствие укрупнения (флокуляции) мелких частиц.
Объемная производительность гидроциклона (по суспензии) может быть определена по эмпирической формуле:
где dBX – наименьший диаметр входного патрубка (или эквивалентный диаметр в случае прямоугольного сечения), см;
dШ – диаметр шламового патрубка, см;
Р – избыточное давление перед входным патрубком.