Разбавляющее устройство для сгустителя

006732 Область применения изобретения Настоящее изобретение относится к разделительным устройствам для жидких суспензий и пульпы и, в особенности, к повторному использованию сбросового раствора в сгустителях. Первоначально оно было разработано для использования в отделении минеральной пульпы от жидкой суспензии, и ниже описано со ссылкой на это применение. Однако, следует иметь в виду, что изобретение не ограничивается этой частной областью применения. Предпосылки изобретения Следующее описание предшествующего уровня техники направлено на представление изобретения в соответствующем техническом контексте, чтобы соответствующим образом дать возможность понять его значение. Если нет отчетливого указания на противное, ссылка на предшествующее техническое решение в этом описании не должна истолковываться как допущение того, что такое решение широко известно или составляет часть общеизвестных знаний в этой области. Сгустители известны как средство разделения взвешенных пульп. Они широко используются как в области обработки и экстракции минералов, так и в других областях промышленности. Известные сгустители обычно содержат резервуар для сгущения и распределительную камеру. Распределительная камера содержит камеру, имеющую впуск для загрузки смеси и выпуск, сообщающийся с резервуаром. При работе в резервуаре происходит флокуляция, в результате чего пульпа с более высокой относительной плотностью стремится к дну резервуара, образуя слой из сгущенной пульпы, а разбавленный раствор с меньшей относительной плотностью при этом вытесняется в верхнюю часть резервуара. Распределительная камера сконструирована с обеспечением уменьшения турбулентности входящей загружаемой смеси и смешивания флокулянтов с жидкостью и с обеспечением достаточного времени для реакции между флокулянтами и реагентами, прежде чем обработанная жидкость будет выпущена в резервуар для сгущения. Конструкция распределительной камеры обычно также предназначена для обеспечения однородного распределения смеси, поступающей из указанного выпуска в резервуар для сгущения. Концентрация загружаемой смеси влияет на скорость образования хлопьев и величину дозы флокулянтов, необходимой для достижения оптимального разделения. Она также влияет на работу сгустителя в отношении зависимости прозрачности сбросового раствора и плотности нижней части пульпы от расхода флокулянта. Соответственно, загружаемая смесь, поступающая в распределительную камеру, часто требует разбавления для достижения оптимального результата. Существующие технологии обеспечивают разбавление загружаемой суспензии несколькими способами. Некоторые способы включают нагнетание отстоявшейся или новой жидкости во входящий поток. Относительно новые способы, однако, используют жидкость из резервуара для сгущения, чтобы разбавить входящий поток. Эти более новые способы обычно используют механизмы разности плотности или передачи импульса для перемещения жидкости из резервуара для сгущения во входящий поток. Все эти существующие способы имеют недостатки. Способы, в которых используют насосы, требуют значительной протяженности трубопровода и больших затрат электрической энергии для транспортировки разбавляющей жидкости. С другой стороны, внутренние системы, которые используют механизмы разности плотности или передачи импульса, относительно проще и требуют либо мало электрической энергии, либо не требуют ее вовсе, но не имеют средств точного управления разбавлением для всех условий работы. Цель изобретения состоит в преодолении по меньшей мере одного из недостатков прежних устройств или в его уменьшении или по крайней мере в создании полезной альтернативы. Сущность изобретения Согласно первому аспекту, изобретение предлагает разбавляющее устройство для сгустителя,имеющего резервуар для сгущения и распределительную камеру, расположенную выше по потоку перед резервуаром и предназначенную для приема загружаемой жидкости, при этом устройство содержит погружной насос, предназначенный, по меньшей мере, для частичного погружения в указанный резервуар и для извлечения отстоявшейся разбавляющей жидкости непосредственно из этого резервуара и введения указанной жидкости в загружаемую жидкость для разбавления последней перед ее передачей из распределительной камеры в указанный резервуар. Предпочтительно устройство также содержит средство управления для регулирования расхода разбавляющей жидкости в зависимости по меньшей мере от одного выбранного параметра системы. Расход жидкости предпочтительно изменяется путем регулирования скорости насоса. В предпочтительном варианте выполнения распределительная камера расположена, по существу, в резервуаре для сгущения, насос расположен, по существу, в указанном резервуаре, а все трубопроводы и трубы для насоса преимущественно расположены внутри внешнего периметра резервуара для сгущения. Предпочтительно также насос расположен вблизи распределительной камеры с примыканием к ней с обеспечением сведения к минимуму промежуточных трубопроводов в резервуаре. Насос предпочтительно является осевым насосом, содержащим, в целом, чашеобразный приемный сосуд, при работе погружаемый в отстоявшуюся разбавляющую жидкость. Насос предпочтительно со-1 006732 держит крыльчатку, установленную на вращающемся валу и предназначенную для всасывания жидкости из приемного сосуда и ее введения в распределительную камеру. Вал предпочтительно приводится в движение двигателем с редуктором. Предпочтительно также крыльчатка и вал расположены в удлиненной камере, в целом, вертикально ориентированной и проходящей вверх, начинаясь ниже крыльчатки. Камера предпочтительно имеет, в целом, цилиндрическую форму и содержит выпускной канал для направления перекачиваемой жидкости в распределительную камеру. В одном предпочтительном варианте выполнения разбавляющая жидкость вводится перед распределительной камерой в подающую трубу. В другом варианте, однако, разбавляющая жидкость вводится непосредственно в распределительную камеру. Согласно второму аспекту, изобретение предлагает сгуститель, который содержит резервуар для сгущения; распределительную камеру, расположенную выше по потоку перед указанным резервуаром и предназначенную для приема загружаемой жидкости; и разбавляющее устройство, описанное выше; при этом погружной насос, по меньшей мере частично, погруженный в резервуар для сгущения,предназначен для извлечения отстоявшейся разбавляющей жидкости непосредственно из указанного резервуара и введения указанной жидкости в загружаемую жидкость с обеспечением разбавления последней перед ее передачей в резервуар. Предпочтительно сгуститель также содержит средство управления для регулирования расхода разбавляющей жидкости в зависимости по меньшей мере от одного выбранного параметра системы. В предпочтительном варианте выполнения распределительная камера расположена, по существу, в резервуаре для сгущения, насос расположен, по существу, в указанном резервуаре, а все трубопроводы и трубы для насоса, по существу, расположены внутри внешнего периметра резервуара для сгущения. Предпочтительно также насос расположен вблизи распределительной камеры с примыканием к ней с обеспечением сведения к минимуму промежуточных трубопроводов в резервуаре для сгущения. Распределительная камера предпочтительно расположена, по существу, в центре резервуара. Согласно третьему аспекту, изобретение предлагает способ разбавления загружаемой жидкости в сгустителе, имеющем резервуар для сгущения и распределительную камеру, расположенную выше по потоку перед указанным резервуаром и предназначенную для приема загружаемой жидкости, при этом способ включает использование погружного насоса; погружение насоса, по меньшей мере, частично в резервуар для сгущения; приведение в действие насоса с обеспечением извлечения отстоявшейся разбавляющей жидкости непосредственно из указанного резервуара и введение указанной жидкости в загружаемую жидкость с обеспечением разбавления последней перед ее передачей из распределительной камеры в указанный резервуар. Предпочтительно в предлагаемом способе расход разбавляющей жидкости регулируют в зависимости по меньшей мере от одного выбранного параметра системы. Предпочтительно также в предлагаемом способе поддерживают относительно небольшую разницу уровней между поверхностью жидкости в распределительной камере и поверхностью жидкости в указанном резервуаре. В предпочтительном варианте выполнения способа распределительную камеру размещают, по существу, в резервуаре для сгущения, насос размещаю, по существу, в указанном резервуаре,а все трубопроводы и трубы для насоса размещают, по существу, внутри внешнего периметра этого резервуара. Предпочтительно также насос размещают вблизи распределительной камеры с примыканием к ней с обеспечением сведения к минимуму промежуточных трубопроводов и труб внутри указанного резервуара. Краткое описание чертежей Ниже в качестве примера описан предпочтительный вариант выполнения изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 изображает вертикальный разрез предлагаемого разбавляющего устройства; фиг. 2 изображает вид сверху распределительной камеры сгустителя, включающего разбавляющее устройство. Предпочтительные варианты выполнения изобретения Изобретение предпочтительно применяется в области обработки минералов, их сепарации и экстракции на основе того, что мелко смолотая руда находится во взвешенном состоянии в виде пульпы в соответствующей жидкой среде, такой как вода, в консистенции, которая обеспечивает протекание и осаждение в статических условиях. Как следует из чертежей, устройство содержит осевой насос 1 для точного нагнетания отстоявшейся жидкости 2 из слоя вблизи поверхности 3 жидкости, находящейся в резервуаре для сгущения (не показан), с обеспечением разбавления жидкости в распределительной камере 4. Насос 1 содержит чашеобразный приемный сосуд 5, погруженный в отстоявшуюся жидкость, и по-2 006732 груженную в жидкость крыльчатку 6, установленную на вращающемся валу 7 и предназначенную для извлечения жидкости из сосуда 5 и ее нагнетания в камеру 4. Вал 7 приводится в движение двигателем совместно с редуктором (не показаны). Работу насоса для регулирования расхода отстоявшейся жидкости регулируют параметрами системы. В приведенном варианте выполнения расход жидкости регулируют путем изменения скорости насоса. Однако в других вариантах выполнения изобретения расход жидкости регулируют с помощью регулирующих клапанов или других средств. Крыльчатка 6 и вал 7 расположены в вертикальной цилиндрической камере 8, проходящей вверх,начинаясь ниже крыльчатки. Камера проходит над поверхностью 3 отстоявшейся жидкости, благодаря чему не требуется герметичность в ее верхней части и обеспечивается доступ к крыльчатке 6 и возможность ее извлечения. Камера также имеет выпускной канал 9, расположенный над крыльчаткой 6 и предназначенный для направления нагнетаемой жидкости в подающую трубу 10 камеры 4. При работе для приведения в движение вала 7 и крыльчатки 6 включают двигатель. Вращение крыльчатки увлекает отстоявшуюся жидкость из резервуара для сгущения в сосуд 5 и вверх через камеру 8. Это увеличивает перепад давления между уровнем жидкости в резервуаре для сгущения и каналом 9 и обеспечивает нагнетание жидкости в трубу 10. В другом варианте выполнения изобретения сосуд 5 у своего основания имеет дополнительное отверстие для создания дополнительного пути для всасывания жидкости. Разбавляющее устройство также содержит крепежный фланец 11 для крепления его болтами на монтажном патрубке 12 распределительной камеры. В других вариантах выполнения устройство крепится болтами к боковой стенке самой распределительной камеры для обеспечения нагнетания отстоявшейся жидкости непосредственно в распределительную камеру. В предпочтительном варианте выполнения, описанном выше, насос 1 является осевым насосом. Однако очевидно, что для нагнетания отстоявшейся жидкости 2 в распределительную камеру 4 могут также использоваться насосы других типов. Примерами насосов альтернативного типа, которые могут использоваться, являются поршневые насосы и вакуумные насосы. Понятно, что представленное на чертежах устройство является эффективным и точно регулируемым средством для разбавления загружаемой суспензии в сгустителе. Так как разница уровней между поверхностью жидкости в распределительной камере 4 и поверхностью 3 жидкости в резервуаре для сгущения поддерживается на одном уровне, насос 1 требует только небольшого перепада давления для перемещения разбавляющей отстоявшейся жидкости. Близость устройства к распределительной камере уменьшает длину требуемых труб, а также уменьшает расход энергии. Устройство также не требует износоустойчивой крыльчатки, так как оно перекачивает относительно чистую жидкость. Устройство также позволяет вводить флокулянты либо перед крыльчаткой, либо за ней для обеспечения их распыления и разбавления перед вхождением в контакт с твердыми частицами в потоке. В этом варианте выполнения изобретения флокулянт добавляют через отверстия 13 в подающей трубе 10. Во всех отношениях изобретение представляет собой практическое и коммерчески значительное улучшение уровня техники. Хотя изобретение описано со ссылками на конкретный пример, специалистам понятно, что возможны другие модификации изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Разбавляющее устройство для сгустителя, имеющего резервуар для сгущения и распределительную камеру, расположенную выше по потоку перед резервуаром и предназначенную для приема загружаемой жидкости, содержащее погружной насос, предназначенный, по меньшей мере, для частичного погружения в указанный резервуар и для извлечения отстоявшейся разбавляющей жидкости непосредственно из этого резервуара и введения указанной жидкости в загружаемую жидкость для разбавления последней перед ее передачей из распределительной камеры в указанный резервуар. 2. Разбавляющее устройство по п.1, дополнительно содержащее средство управления для регулирования расхода разбавляющей жидкости в зависимости по меньшей мере от одного выбранного параметра системы. 3. Разбавляющее устройство по п.2, в котором расход жидкости изменяется путем регулирования скорости насоса. 4. Разбавляющее устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором распределительная камера расположена, по существу, в резервуаре для сгущения, насос расположен, по существу, в указанном резервуаре, а все трубопроводы и трубы для насоса, по существу, расположены внутри внешнего периметра резервуара для сгущения. 5. Разбавляющее устройство по п.4, в котором насос расположен вблизи распределительной камеры с примыканием к ней с обеспечением сведения к минимуму промежуточных трубопроводов в резервуаре. 6. Разбавляющее устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором насос является осевым насосом.-3 006732 7. Разбавляющее устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором насос содержит, в целом, чашеобразный приемный сосуд, при работе погружаемый в отстоявшуюся разбавляющую жидкость. 8. Разбавляющее устройство по п.7, в котором насос содержит крыльчатку, установленную на вращающемся валу и предназначенную для всасывания жидкости из приемного сосуда и ее введения в распределительную камеру. 9. Разбавляющее устройство по п.8, в котором вал приводится в движение двигателем и редуктором. 10. Разбавляющее устройство по п.8 или 9, в котором крыльчатка и вал расположены в удлиненной камере, в целом, вертикально ориентированной и проходящей вверх, начинаясь ниже крыльчатки. 11. Разбавляющее устройство по п.10, в котором камера имеет, в целом, цилиндрическую форму и содержит выпускной канал для направления перекачиваемой жидкости в распределительную камеру. 12. Разбавляющее устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором разбавляющая жидкость вводится перед распределительной камерой в подающую трубу. 13. Разбавляющее устройство по любому из пп.1-11, в котором разбавляющая жидкость вводится непосредственно в распределительную камеру. 14. Сгуститель, содержащий резервуар для сгущения; распределительную камеру, расположенную выше по потоку перед указанным резервуаром и предназначенную для приема загружаемой жидкости; и разбавляющее устройство по любому из предшествующих пунктов; при этом погружной насос, по меньшей мере, частично погруженный в резервуар для сгущения,предназначен для извлечения отстоявшейся разбавляющей жидкости непосредственно из указанного резервуара и введения указанной жидкости в загружаемую жидкость с обеспечением разбавления последней перед ее передачей в резервуар. 15. Сгуститель по п.14, дополнительно содержащий средство управления для регулирования расхода разбавляющей жидкости в зависимости по меньшей мере от одного выбранного параметра системы. 16. Сгуститель по п.14 или 15, в котором распределительная камера расположена, по существу, в резервуаре для сгущения, насос расположен, по существу, в указанном резервуаре, а все трубопроводы и трубы для насоса, по существу, расположены внутри внешнего периметра резервуара для сгущения. 17. Сгуститель по п.16, в котором насос расположен вблизи распределительной камеры с примыканием к ней с обеспечением сведения к минимуму промежуточных трубопроводов в резервуаре для сгущения. 18. Сгуститель по п.16 или 17, в котором распределительная камера расположена, по существу, в центре резервуара для сгущения. 19. Способ разбавления загружаемой жидкости в сгустителе, имеющем резервуар для сгущения и распределительную камеру, расположенную выше по потоку перед указанным резервуаром и предназначенную для приема загружаемой жидкости, включающий использование погружного насоса; погружение насоса, по меньшей мере, частично в резервуар для сгущения; приведение в действие насоса с обеспечением извлечения отстоявшейся разбавляющей жидкости непосредственно из указанного резервуара и введение указанной жидкости в загружаемую жидкость с обеспечением разбавления последней перед ее передачей из распределительной камеры в указанный резервуар. 20. Способ по п.19, в котором расход разбавляющей жидкости регулируют в зависимости по меньшей мере от одного выбранного параметра системы. 21. Способ по п.19 или 20, в котором насос является осевым насосом. 22. Способ по любому из пп.19-21, в котором насос содержит, в целом, чашеобразный приемный сосуд, погруженный в разбавляющую жидкость. 23. Способ по любому из пп.19-22, в котором жидкость извлекают из приемного сосуда и вводят в распределительную камеру. 24. Способ по любому из пп.19-23, в котором разбавляющую жидкость вводят в подающую трубу распределительной камеры. 25. Способ по любому из пп.19-23, в котором разбавляющую жидкость вводят непосредственно в распределительную камеру. 26. Способ по любому из пп.19-25, в котором поддерживают относительно небольшую разницу уровней между поверхностью жидкости в распределительной камере и поверхностью жидкости в указанном резервуаре. 27. Способ по любому из пп.19-26, в котором распределительную камеру размещают, по существу,в резервуаре для сгущения, насос размещают, по существу, в указанном резервуаре, а все трубопроводы и трубы для насоса размещают, по существу, внутри внешнего периметра этого резервуара. 28. Способ по п.27, в котором насос размещают вблизи распределительной камеры с примыканием-4 006732 к ней с обеспечением сведения к минимуму промежуточных трубопроводов и труб внутри указанного резервуара. 29. Способ по п.27 или 28, в котором распределительную камеру размещают, по существу, в центре резервуара для сгущения.