Гидроциклоны

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Гидромеханические и гидравлические классификаторы

Спиральные классификаторы

Производительность спирального классификатора для песка, кг/с

, (4.1)

где К – коэффициент, учитывающий угол наклона корыта классификатора (табл. П. 4.1);
n – частота вращения спирали, об/с; D – диаметр спирали, м.

Таблица П. 4.1 – Значения коэффициента К

Угол наклона, град
К	1,09	1,05	1,0	0,83	0,72

Таблица П. 4.2 – Техническая характеристика спиральных классификаторов

Показатель	Диаметр спирали, мм
Длина корыта, мм	7 600	8 750	9 800	11 200
Частота вращения спирали, об/мин	11–26	8–20	6,3–12,7	5,1–10,3
Угол наклона корыта, град
Производительность по пескам, т/ч	до 60	до 110	до 125	до 200
Мощность электродвигателя, кВт
для вращения спирали	10.0	14.0	7, 9, 10	9.2, 10.7, 13.5
для подъема спирали	0.6	0.6	0.4	0.6
Масса, кг	6 500	9 000	9 850	14 800

Представленные классификаторы используют в основном для выделения в слив частиц песка размером менее 0,16 мм, а также для обезвоживания песков до транспортабельного состояния.

Гидравлические классификаторы

Производительность гидроклассикатора для отдельной камеры:

Q = , т/ч, (4.2)

где q₁ – удельная производительность для данной границы разделения, т/(м²ч); F₁ – площадь осаждения для данной камеры, м²; К_г._пр. – выход готового продукта, %:

100%,

где М_об – масса обогащенного материала, кг; М_исх – масса исходного продукта, кг.

При нескольких камерах классификации производительность установки равна суммарной производительности всех камер.

Скорость восходящей струи в камерах классификации принимают равной скорости стесненного падения, отнесенной к общей площади камеры.

Скорость восходящей струи, мм/с:

, (4.3)

где _М – плотность материала частиц, г/см³; d_гр – размер граничного зерна, см; К_р – коэффициент разрыхления (содержание по объему в камере жидкой фазы в долях единицы), его следует принимать равным 0,725; d и d₀ – постоянные величины для материалов данной крупности (табл. П. 4.3).

Таблица П. 4.3 – Значения d и d₀

Крупность зерен dгр, см	d	d0
0,077	15,35	0,036
0,065	8,58	0,008

Производительность классификатора (кг/ч) по выпуску готового продукта может быть также определена по формуле:

, (4.4)

где F₁ – площадь осаждения для данной камеры, м²; _стр – скорость восходящей струи, мм/с; _М– плотность материала частиц, г/см³; К_фр – выход фракции, осаждающейся в данной камере, %; К_р – коэффициент разрыхления, К_р = 0,725.

Таблица П. 4.4 – Технические характеристики вертикальных гидравлических классификаторов

Показатель	ГКД-2-100	ГКД-2-400	ГКД-2-800	ГКД-2-1200	ГКД-2-1600
Производительность по исходной водо-грунтовой смеси (для dгр = 1.2 мм), м3/ч
Расчетная производительность по исходному материалу, м3/ч			до 125	до 200	до 300
Расход воды на классификацию (для dгр = 1.2 мм), м3/ч	50-80	50-200	400-800	400-1200	400-1600
Высота гидроклассификатора, м	3.9	5.6	6.5	9.7	11.9
Внешний диаметр обагатительной камеры, м	0.9	1.5	1.9	2.6	2.9
Масса, кг

Вертикальный классификатор ГКД-2 разделяет исходную гидросмесь на две фракции по одному граничному зерну.

Граница разделения в пределах 0,5... 3,0 мм регулируется количеством подаваемой воды в классификационную камеру и площадью ее поперечного сечения, которую можно изменять при перестановке трех диффузоров, комплектующих классификатор.

Гидроклассификаторы ГКД-2 работают под напором и рассчитаны на давление 0,3 МПа на уровне сливного коллектора, так что транспортирование крупного и мелкого продукта происходит под действием давления, создаваемого внутри классификатора гидронасосами, подающими водопесчаную смесь, и водяным насосом, подающим дополнительную воду.

Объемная производительность Q гидроциклона:

Q = (m)Dd₀, л/мин, (4.5)

где m – коэффициент расхода; d_пит. – диаметр питающего патрубка, см; D – диаметр цилиндрической части гидроциклона, см; d₀ – диаметр отводящего патрубка, см; g – ускорение свободного падения, см/с²; H₁ – напор в питающем патрубке, кгс/см²; H₂ – напор в отводящем патрубке, кгс/см², и по формуле:

Q = 15,7d_эd₀, л/мин, (4.6)

где d_э – приведенный диаметр питающего отверстия, см; d₀ – диаметр отводящего патрубка, см; H – напор в питающем патрубке, кгс/см².

Размер граничного зерна, по которому происходит классификация в гидроциклоне:

d_гр = 0,9 , мк, (4.7)

где D – диаметр гидроциклона, см; d_пес. – диаметр выходного патрубка для песка, см; T – содержание твердых частиц в питании, %; d₀ – диаметр отводящего (шламового) патрубка, см;

H – давление на входе в гидроциклоне, кгс/см²; r – плотность твердой фазы, г/см³; r_o – плотность жидкой фазы, г/см³.

Применять гидроциклоны для фракционирования песков с границей разделения более 0,5 мм неэффективно, так как с повышением крупности слива необходимо уменьшать давление на входе, что, в свою очередь, вызывает резкое снижение качества получаемого материала.

Размеры гидроциклонов зависят не только от производительности, но и от крупности частиц в сливе. Чем меньше диаметр гидроциклона, тем более точно осуществляется разделение на фракции.

Таблица П. 4.5 – Техническая характеристика гидроциклонов с углом конусности 20⁰

Показатель	Диаметр D, мм
Диаметр сливного отверстия do, доли от D	0,20-0,40	0,20-0,40	0,20-0,40	0,20-0,40	0,20-0,50
Диаметр питающего отверстия dпит, доли от D	0,10-0,20	0,10-0,20	0,12-0,18	0,13-0,20	0,15-0,20
Диаметр пескового отверстия dпес, доли от D	0,04-0,28	0,04-0,28	0,04-0,07	0,06-0,10	0,06-0,10
Производ. по исх. гидросм., м3/ч, при давл. в питающем трубопр. 0,1 МПа	375-600	210-400	56-180	30-91	17,5-58