具有改进流动的离心分离器和包括这种离心分离器的系统技术方案

一种用于分离不同比重的相互混合颗粒材料的离心机(1)。该离心机(1)包括具有多个环形凹部(19)的离心机转筒(10)、壳体(30)、入口(17)和用于使离心机转筒(10)围绕中心轴线(15)旋转的装置。在壳体(30)和离心机转筒(10)之间限定环形腔(31)。环形腔(31)通过离心机转筒壁(12)中的多个穿孔与离心机转筒内表面上的多个环形凹部(19)流体连接。环形腔(19)具有流体入口，以将流体提供到环形腔中。环形腔(19)在环形腔中的两个不同高度处具有相差至少10倍的累积横截面流动面积(A

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进流动的离心分离器和包括这种离心分离器的系统


[0001]本专利技术涉及一种离心分离器，这种类型的离心分离器在可旋转转筒的周壁上具有多个轴向间隔开的环形凹部。

技术介绍

[0002]这种类型的离心分离器的不同布置在工业上已经公知多年，该离心分离器包括具有包括环形凹部的周壁的可旋转转筒。
[0003]周壁通常具有截头圆锥形状，这意味着它相对于垂直轴略微倾斜。包含待分离的不同比重部分的颗粒材料以浆料形式通过进料管供给到位于或靠近转筒底部的位置。当转筒高速旋转时，进料流向并沿着周壁流动，并被允许越过凹部。通常，水从周壁的外侧通过孔注入环形凹部，以流化收集的材料。较重的颗粒材料(产品)收集在环形凹部中，而较轻的颗粒材料流过环形凹部，并通过转筒的顶部开口从转筒中排出。
[0004]已经尝试通过改变凹部的形状或者在凹部中提供插入件或筛网来提高这种类型的分离器的效率。然而，尽管多年来多次尝试改进这种类型的离心分离器，但单位回收率仍只有20％左右，因此，离开转筒的浆料要通过多个分离器，以获得尽可能多的产品。
[0005]由于要分离的材料的类型和浆料中这些材料的密度可能不同，所以应该优化单个分离器的操作条件。在这种情况下，可以改变转速，即离心力和注水压力。两者都控制环形凹部中的流化，并决定收集的颗粒的密度。然而，希望提供一种允许改进灵活性和优化的集中器设计。
[0006]还希望提供一种离心分离器，其能够提供更高的产量，即具有更高产品浓度的产品流。这将能够以较少的通过分离器的次数获得与当前离心分离器相似的产量，或者优选地以相同数量的分离步骤获得更高的产量。

技术实现思路

[0007]因此，在这种背景下，本专利技术的目的是提供一种离心机，通过该离心机可以减轻现有技术的一些缺点。在本专利技术的第一方面，通过一种用于分离不同比重的相互混合颗粒材料的离心机来实现这些和其他目的，该离心机包括：
[0008]离心机转筒，其具有基部、围绕中心轴线的周向壁和基本与基部相对的开口端，所述中心轴线穿过基部，周向壁具有内表面和外表面，所述内表面包括多个环形凹部，
[0009]用于容纳离心机转筒的壳体，所述壳体具有位于中心轴线中的基部和围绕中心轴线的周向壁，
[0010]由离心机转筒壁和壳体壁限定的环形腔，该环形腔通过离心机转筒壁中的多个穿孔流体连接到离心机转筒内表面上的多个环形凹部，
[0011]入口，其配置为允许浆料进入离心机转筒，优选地基本平行于中心轴线布置，
[0012]用于使离心机转筒围绕中心轴线旋转的装置，以及流体连接到环形腔的流体入口，
[0013]其中环形腔中两个不同高度处的累积横截面流动面积(A
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)相差至少10倍。
[0014]该高度可以测量为沿中心轴线距离心机转筒基部的距离。优选地，两个不同高度或者在离心机转筒的基部附近(即低高度)，或者在离心机转筒的顶部附近(即高高度)，和/或在基部和顶部之间。
[0015]利用上述离心机，不仅可以通过调节流体入口流速或通过调节离心机转筒的转速来控制分离器中的流动，而且可以通过设计环形腔的内部来使流体有利地分布并提供优化的压力分布。这允许更好地优化和调节环形腔中的压力，从而改善环形凹部中的流化。术语“累积”是指沿着离心机转筒的整个圆周的环形腔中的横截面流动面积。
[0016]优选地，环形腔中两个不同高度处的A
flow
可以相差至少10倍，例如至少40倍，更优选至少80倍，甚至更优选至少100倍，甚至更优选至少200倍。优选地，该倍数在10到1000之间，例如40到500，更优选地60到250。
[0017]两个不同高度处的A
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之间的倍数增量实际上意味着一个高度处的A
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变得小于比较高度处的A
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。A
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变化可能是沿离心机转筒壁逐渐增加，也可能是局部限制。
[0018]在本专利技术的优选实施例中，环形腔的第一部分至少部分地与环形腔的第二部分分开，从而在这两部分之间提供压力差。环形腔中的分离部分改变了环形腔中的流动，并提供了单独的压力区。这允许更好地调节环形腔中的压力，从而改善环形凹部中的流化。已经发现这提高了分离器的效率。
[0019]本专利技术的概念基于这样的认识，即当分离器在使用中时，由于环形腔的形状，尤其是由于离旋转中心即中心轴线的距离和离心机转筒的旋转速度的变化，环形腔中的流体压力从环形腔的底部向环形腔的顶部变化。通常，流体压力从基部向顶部增加，因为离中心轴线的距离向环形腔的顶部增加。由于环形凹部位于离心机转筒的不同位置，这导致不同的流体压力，从而也导致不同的流体通过穿孔流入环形凹部。浆料中的颗粒材料具有不同的密度和尺寸，并且变化的流体压力有利于收集不同的颗粒材料。已经观察到，某些相邻的环形凹部比其他凹部收集更多的产品材料，因为它们具有优化的流体压力，因此颗粒材料具有更好的流化。由于离心机转筒壁和壳体壁的倾斜，并且因为它旋转，对于现有技术的离心机，不可能在所有环形凹部处具有相同的流体压力。然而，通过使环形腔中的两个不同高度处的A
flow
相差至少10倍，优选地形成至少两个部分分离的部分，可以额外的方式改变流体压力，并获得可能出现在环形腔中的多个位置处的更期望的压力(或压力区域)。优化的压力增加了收集在环形凹部中的产品颗粒材料的量，从而增加了离心机的整体效率。
[0020]基于分离器中环形凹部的数量和环形腔中流体压力的增加，将环形腔分成3个或更多个至少部分分离的部分可能是有益的。因此，在优选实施例中，环形腔包括3、4、5或6个至少部分分离的部分。在另一优选实施例中，离心机可以包括与其环形凹部一样多的至少部分分离的部分。这种设计提供了选择，以配置每个单独的环形凹部中的流体压力，并在环形凹部中的所有穿孔处提供相同或至少非常相似的流体压力。
[0021]提供到环形腔中的流体可以是诸如空气的气体或诸如水的液体。气体用于在干燥条件下分离，而液体用于在潮湿条件下分离。
[0022]通常，本专利技术的离心机用于从岩石中分离高密度的贵重矿物。贵重矿物是例如黄金。这些被称为产品或产品颗粒材料。
[0023]在优选实施例中，环形腔被分成上部和下部。
[0024]在本文中，术语“上”和“下”是相对于中心轴线定义的。优选地，该轴线平行于地球重力的方向。
[0025]壳体基部位于中心轴线中仅仅意味着中心轴线穿过基部。优选地，中心轴线穿过壳体基部的中心。优选地，中心轴线也穿过离心机转筒基部的中心。
[0026]至少部分分离在本文中应理解为至少部分分离的部分之间的流体流动被限制到可观察到部分之间压力差的程度。这意味着由于各部分的部分分离造成的压力差大于由于旋转离心机的重力造成的压力增加。这种增加可以通过将横截面流动面积限制至少10倍来实现。这可以通过环形腔中的局部收缩来实现。局部收缩可以是限制阻挡两侧之间流动的阻挡。流动受到限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分离不同比重的相互混合颗粒材料的离心机(1),包括：离心机转筒(10)，其具有基部(11)、围绕中心轴线(15)的周向转筒壁(12)和基本与基部(11)相对的开口端，所述中心轴线(15)穿过基部(11)，周向转筒壁(12)具有内表面和外表面，所述内表面包括多个环形凹部(19)；用于容纳离心机转筒(10)的壳体(30)，所述壳体(30)具有位于中心轴线(15)中的基部(34)和围绕中心轴线(15)的周向壳体壁(33)；入口(17)，其配置为允许浆料进入离心机转筒(10)，优选地基本平行于中心轴线(15)布置；用于使离心机转筒(10)围绕中心轴线(15)旋转的装置；壳体壁(33)的上部连接到转筒壁(46)的上部，离心机转筒的基部(11)连接到壳体的基部(34)，从而在转筒壁(12)和壳体壁(33)之间限定环形腔(31)；环形腔(31)通过转筒壁(12)中的多个穿孔与离心机转筒内表面上的多个环形凹部(19)流体连接；流体连接到环形腔(31)的流体入口，其中，环形腔(31)中两个不同高度处的累积横截面流动面积(A
flow
)相差至少10倍。2.根据权利要求1所述的用于分离相互混合颗粒材料的离心机(1)，其中，所述环形腔(31)中两个不同高度处的A
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相差至少100倍。3.根据权利要求1或2所述的用于分离相互混合颗粒材料的离心机(1)，其中，所述环形腔的第一部分(52)至少部分地与所述环形腔的第二部分(53)分离。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于分离相互混合颗粒材料的离心机(1)，其中，所述环形腔(31)包括至少一个阻挡构件(50)，所述阻挡构件适于将所述环形腔(31)至少部分地分成至少第一和第二部分(52、53)。5.根据权利要求3或4所述的用于分离相互混合颗粒材料的离心机(1)，其中，所述至少第一和第二部分(52、53)流体连接。6.根据前述权利要求中任一项所述的用于分离相互混合颗粒材料的离心机(1)，其中，所述至少一个阻挡构件(50)集成在所述转筒壁(12)和/或所述壳体壁(33)中。7.根据前述权利要求中任一项所述的用于分离相互混...

【专利技术属性】
技术研发人员：J约翰森，JG基哈纳夫，T尼基舍尔，
申请(专利权)人：FL史密斯公司，
类型：发明
国别省市：