Струйные промывочные машины

Принцип промывки в струйной промывочной машине основан на пе­ремешивании материала высоконапорными струями воды.

В струйной машине направление струй выбрано та­ким образом, чтобы в промывочной ванне обеспечивался вращающийся поток, увлекающий за собой материал и способствующий интенсивному истиранию глинистых включений.

Преимущества такой промывки перед обычными способами бесспор­ны, так как машина представляет собой неподвижную цилиндрическую ванну без какого-либо механического привода и других сложных узлов.

Экспериментальная струйная машина (рис. 7.3) состоит из камеры резания 1 и промывочной ванны 2.

Промывочная ванна выполнена в виде трубы. С наружной стороны труба охвачена герметизированным кожухом, разделенным в попереч­ном сечении на шесть секций 3, которые снабжены устройствами для подвода воды. В каждой секции установлено по пять сопел 4, направля­ющих струи воды под углом 40° к радиусу поперечного сечения ванны. Наклон камеры резания и промывочной ванны регулируется с помощью домкратов.

Параметры машины были приняты из условия обеспечения промыв­ки горной массы с крупностью кусков материала до 250 мм.

Наиболее сложной деталью машины является сопло. Поэтому на стенде струйной промывки проведены сравнительные опыты с соплами, имеющими углы конусности 13, 45 и 60°, при прочих постоянных усло­виях. Согласно полученным данным, оптимальным углом конусности сопла следует считать 13^е, так как продолжительность промывки с соп­лами, имеющими больший угол конусности, возрастает на 25-30 %.

Изменение угла наклона сопла к радиусу в диапазоне от 30 до 60° существенного влияния на промывку не оказывает. Однако с конструктивной точки зрения, исходя из удобства сборки и разборки углов про­мывочной ванны, оптимальным углом наклона следует считать 45°.

Полученная зависимость извлечения глины в отходы при промывке гравия Черновицкого месторождения на экспериментальной машине по­казала, что эффективность промывки велика и уменьшение давления воды до 0, 8 МПа практически не ухудшает промывку.

По сравнению с аналогичными опытами, проведенными на стенде струйной промывки, где оптимальные показатели были достигнуты при давлении 1, 6—2, 5 МПа, на промывочной машине они достигаются при значительно меньших значениях давления. Объясняется это двумя причи­нами.

Во-первых, в гравии Черновицкого месторождения содержится мно­го глины в виде примазок и, во-вторых, крупные куски глины, предва­рительно проходя в камере резания через тройную гребенку струй воды под давлением до 2 МПа, разрезаются на мелкие кусочки и частично раз­мываются, поэтому в промывочную ванну поступает материал с уже частично размытой глиной.

Место расположения сопел является важным фактором, определяю­щим интенсивность перемешивания материала. Влияние этого фактора изучали на стенде струйной промывки. Опыты проводили при последова­тельном выключении сопел в порядке их нумерации (рис. 7.4). Результа­ты показали, что определяющее влияние на эффективность промывки оказывают струи воды из нижних сопел, которые поднимают материал (рис. 7.5). Вследствие интенсивного перемешивания материала стенки камеры резания и промывочной ванны подвергаются значительному из­носу. Для продления срока службы камеры резания нижнюю ее стенку, к которой прижимается поток материала, необходимо либо футеровать износостойким материалом, например каменным литьем, либо предус­мотреть конструкцию, позволяющую легко заменять днище камеры. В промывочной ванне износ обусловлен центробежными силами. По ха­рактеру движения материала струйные машины наиболее близки к аэро- и гидроциклонам — аппаратам, в значительной степени изученным.

Наблюдения за движением зерен в промывочной ванне свидетельст­вуют о том, что, как и у гидроциклонов, с удалением от центра ванны скорость движения зерен уменьшается. Зерна материала, приближаясь к стенке ванны, ударяясь о нее и отскакивая, концентрируются в сред­ней зоне.

В связи с тем, что струи воды направлены тангенциально к стенке ванны, в зоне их действия характер движения материала нарушается, т. е. отмечается некоторая хаотичность движения.

Несмотря на замедленную тангенциальную скорость у стенки ванны, износ последней велик. Можно предположить, что срок службы ванны из стали марки Ст. 3 толщиной 15 мм составляет 3-4 рабочих недели.

На основании проведенных исследований были разработаны технический проект и рабочие чертежи струйной промывочной машины для промывки металлургических известняковых флюсов на Барсуковской обогатительной фабрике Министерства черной металлургии СССР.

Струйная машина (рис. 7.6) состоит из камеры резания 3 прямоу­гольного сечения, промывочной ванны 1 и переходной течки 2. В верхней части камеры резания установлены сопла 5 в два ряда с шагом 50 мм. Угол конусности сопла 13°, диаметр насадка сопла 5—6 мм.

Промывочная ванна 1 представлена трубой 7, в нижней части которой под углом 45° к радиусу установлены в шахматном порядке сопла 9, аналогичные соплам 5 камеры резания. Предусмотрены три ряда таких сопел. Благодаря их расположению в шахматном порядке устраняется распыление струй, характерное при их расположении в одной плоскости.

С наружной стороны промывочная ванна охвачена герметизирован­ным кожухом 6. В полость между кожухом и трубой подается вода. Через сопла она в виде струй поступает в промывочную ванну.

Внутренняя стенка промывочной ванны и нижняя часть камеры ре­зания снабжены легко монтируемыми сменными футеровками 8, угол наклона промывочной ванны и камеры резания можно регулировать домкратными винтами 4. Камера резания соединена с промывочной ван­ной переходной течкой 2 прямоугольного сечения, установленной под уг­лом 45° к горизонту. Вода поступает в машину от насосов, которые по­дают ее в промывочную ванну под давлением 1-1, 6 МПа и в камеру ре­зания под давлением 2, 2 МПа.