CC BY
61
УДК 622.794.25
В.И. Мурко, Л.А. Смердов, Д.И. Овсянников, Г.Д. Вахрушева
РАЗРАБОТКА ОСАДИТЕЛЬНОЙ ЦЕНТРИФУГИ-КЛАССИФИКАТОРА
Особенностью породной части большинства углей и угольных шламов Кузбасса является наличие в ней легкоразмокаемой породы, в результате зольность тонких классов (100 (40) мкм) в них существенно превышает содержание золы в более крупных классах. В связи с этим актуальным является создание аппарата для разделения мелких классов углей и угольных шламов по крупности 800(40) мкм с выделением каждого
класса в отдельный продукт.
Наиболее эффективно указанную операцию можно осуществить мокрым способом с использованием центробежных сил. Существующее для этих целей технологическое оборудование (гидроциклоны, спиральные сепараторы и т.д.) обеспечивают разделение продуктов по крупности, однако для получения конечных продуктов требуется дополнительное сгустительно-осветлительное и
Рис. 1 Осадительная центрифуга-классификатор.
84 В.И. Мурко, Л.А. Смердов, Д.И. Овсянников, Г.Д. Вахрушева
обезвоживающее оборудование.
Материалы статьи подготовлены в процессе выполнения контракта с Миннауки РФ № 16.515.11.5003 от .04.2011г. «Выполнить исследования и разработать комплекс по переработке техногенных угольных и нерудных образований с получением топливных брикетов» (шифр 20111.5-515-024-056).
Рис. 2 .Разрез ротора осадительной центрифуги-классификатора
В настоящей статье предложенная разработанная авторами конструкция осадительной центрифуги-классификатора (ОЦК-1), в которой обеспечивается классификация угольной суспен-
зии кл. 0-3(6) по крупности 100(40) мкм с выделением обезвоженных продуктов кл. +0,10 (0,04) -3,0 (6,0) мм; 0-0,10(0,04) мм и осветленного фуга-та.
Конструкция разработанной центрифуги-классификатора представлена на рис. 1.
Осадительная центрифуга-классификатор (рис. 1) состоит из ротора цилиндро-биконической формы 1, в котором коническая часть ротора образует осадительную ступень 2 с противоточным режимом работы, а другая - цилиндроконическая часть ротора образует прямоточную ступень 3. Внутри ротора расположен шнек 4 с двухзаходной спиралью 5, внешняя поверхность которой повторяет внутреннюю поверхность ротора (рис. 2). Направление витков шнека в противоточной ступени левое, а в прямоточной ступени - правое.
Ротор вращается в опорах 6, оснащенных шариковыми подшипниками. Соответственно шнек вращается со скоростью на 40 об/мин меньше скорости ротора в подшипниках 7, расположенных в цапфах ротора.
Для подачи исходного питания в ротор центрифуги-классификатора служит питающая труба 8, проходящая через полые валы ротора и шнека со стороны приводного шкива 9. Выход раскрученного исходного питания из внутренней полости шнека в противоточную часть ротора осуществляется через окна 10, армированные износостойкими вставками. Ротор в зоне перехода от противоточной к прямоточной ступени оборудован вставкой 11 с радиальными разгрузочными окнами 12 и цилиндрическим стаканом 13.
Для разгрузки осевшей твердой фазы из ротора служат разгрузочные окна 14 и 15, соответственно для крупнозернистой и мелкозернистой частей.
Опоры ротора установлены на раме 16.
Для вращения ротора установлен электродвигатель 17, а для создания относительного вращения шнека служит планетарный редуктор 18. Передача вращения от электродвигателя на шкив ротора осуществляется с помощью клиноременной передачи.
Ротор на раме закрыт кожухом 19 с отсеками 20, 21, 22 для приема соответственно крупнозернистой и мелкозернистой частей осадка и фугата (осветленной технологической водой). Рама с ротором устанавливается на специальный фундамент через виброизоляторы (на рисунках не показана).
Осадительная центрифуга-классификатор работает следующим образом.
Исходное питание по питающей трубе 8 подается во внутреннюю полость шнека 4 в противо-точной части ротора.
За счет вращения шнека исходная гидросмесь раскручивается и через окна 10 поступает в про-тивоточную часть ротора, где под действием центробежных сил осуществляется осаждение на ко-
Таблица .Техническая характеристика центрифуги
№ п/п Наименование параметра Ед. изм. Значение
1 Производительность: -по исходному питанию м3/ч до 5
по обезвоженному осадку, суммарно т/ч до 2,5
2 Установленная мощность привода кВт до 30
3 Характеристика исходного питания: - содержание твердой фазы % 10-50
- крупность частиц твердой фазы мм 0-6(13)
- зольность твердой фазы % 20-60
4 Характеристика полученных продуктов: - крупнозернистый осадок: крупность частиц мкм > 100
влажность % до 15
зольность % до 12
- мелкозернистый осадок: г/л до 40
крупность частиц мкм 20-100
влажность % до 40
зольность % >30
- фугат: содержание твердой фазы г/л до 20
крупность частиц твердой фазы мкм 0-20
зольность твердой фазы % > 60
ническую стенку ротора наиболее крупных частиц.
Более мелкие частицы вымываются поступающей суспензией и вместе с жидкой фазой через горизонтальные каналы во вставке 11 поступают в прямоточную часть ротора.
Таким образом, за счет дифференциального вращения шнека и ротора в противоточной части ротора осуществляется противоточный режим движения осевшей твердой фазы и отжатой к оси вращения жидкой фазы суспензии с более тонкими частицами.
Наоборот, в прямоточной части ротора реализуется совпадение направления движения потоков оседающих под действием центробежной силы наиболее тонких частиц и осветленной жидкой фазы.
Указанные особенности течения твердой и жидкой фаз в противоточной и прямоточной частях ротора обеспечивают с одной стороны - эффективную классификацию по крупности, а с другой стороны - эффективное осаждение наиболее тонких частиц твердой фазы и максимально
возможное осветление жидкой фазы технологической воды.
Осевшие частицы твердой фазы за счет относительной частоты вращения ротора и шнека транспортируются к соответствующим разгрузочным окнам ротора 14 и 15, через которые выбрасываются в отсеки кожуха 20 и 21 соответственно.
Отжатая к оси вращения осветленная вода через открытый край и внутреннюю полость цилиндрического стакана 13 поступает к радиальным разгрузочным окнам 12 и выбрасывается в полость кожуха 22.
В настоящее время изготовлен экспериментальный образец осадительной центрифуги-классификатора.
Техническая характеристика ОЦК-1 представлена в таблице.
Авторы обращаются к заинтересованным лицам и организациям - потенциальным инвесторам, которые согласились бы профинансировать доведение разработку до серийного производства.
□ Авторы статьи:
Мурко Василий Иванович, докт.техн.наук, профессор каф.теоретической и геотехнической механики КузГТУ, тел. 89617177514, e-mail: [email protected]
Смердов Лев Афанасьевич, инженер-конструктор ЗАО НПП «Сибэкотехника», тел. 89515930961
Овсянников Денис Игоревич конструктор завода «Продмаш», тел. 89609131577
Вахрушева Г алина Дмитриевна, научный сотрудник ЗАО НПП «Сибэкотехника», тел. 89617177488
