Способ классификации высокодисперсных материалов и устройство для его осуществления

(51 СПОСО ДИСПЕРСНЫХ ДЛЯ ЕГО ОС(57) 1.Спо дисперсных вия против центробежн создаваемых разделения тем, что, оворо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 11.11.8307.12.85. Бюл. У(71) Научно-исследоваинститут прикладной ммеханики при Томскомйом университете им.В(56) Авторское свидетУ 471129, кл. В 07 ВАвторское свидетелУ 844058, кл. В 03 В КЛАССИФИКАЦИИ ВЫСОКО- МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО УЩЕСТВЛЕНИЯ,об классификации высоко- материалов в поле дейстположно направленных й и аэродинамической силпотоками газа в объемео т л и ч а ю щ и й с яцелью повышения точности классификации за счет регулирования потоков газа по величине и направлению, отношение произведения радиальной компоненты скорости суммарного потока газа и частиц на радиус к квадрату окружной компонен ты скорости газа для граничного раз мера частиц во всем объеме разделения поддерживают постоянным.2. Устройство для классификацииВвысокодисперсных материалов, включающее корпус с соплами, верхний и нижний профилированые полые диски, системы подачи воздуха с патрубками, приспособления для загрузки исходного материала, разгруз ки круйной фракции и вывода аэро- смеси с мелкой фракцией, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что на внутренней поверхности дисков выполнены щели, а полость дисков соединена с системой подачи воздуха.3, Устройство по п.2, о т л и - ч а ю щ е е с я .тем, что сопла установлены с возможностью п та набжены заслонками.1 1Изобретение относится к технике разделения порошкообразных материа-. лов на крупную и мелкую фракции относительно граничного размера частиц и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, связанных с переработкой порошкообразных материалов.Цель изобретения - повышение точности классификации за счет регулирования потоков газа по величине и направлению,Физическая сущность способа заключается в том, что при разделении высокодисперсного материала в закрученном пылегазовом потоке, направленном к центру вращения, на частицу диаметром 3 действует сила аэродинамического сопротивления в соответствии с законом Стоксагде- динамический коэффициентвязкости газа;О,Уг - радиальные компоненты скорости газа и частиц соответственно.С другой стороны на эту же частицу вследствие ее вращения вокруг оси объема разделения с окружной компонентой скорости 1 г действует центробежная сила(2)где- плотность материала частицы;- радиус, на котором вращается частица.При равенстве центробежной и аэродинамической сил частицы граничного размера движутся по равновесным траекториям и для них 7 = О. Для мелких частиц высокодисперсных материалов окружная .компонента скорости частиц совпадает с окружной компонентой скорости газа Чд = 01. Прирав - нивая значение аэродинамической г 1) и центробежной (2) сил и проводя соответствующие преобразования, получают для частиц граничного размера0, Й (82гр Ц 2 (Эщ (3)Так как изменения динамической вязкости газа в объеме разделения незначительны, при классификации 19 б 040 1конкретного материала с заданнойплотностью комплекс с( = сопБ 1.Ял/Для того, чтобы выполнялосьравенство центробежной и аэродинамической сил для частиц граничногоразмера во всем объеме разделениянеобходимо уО 18- ,= сопим (,4) 10 Необходимое для повышения точности разделения постоянство комплекса 1 г"/11во всем объеме разделения(гв соответствии с формулой (4) достигается подачей нескольких регулируе мых потоков. Регулированием величиныпотока газа,.подаваемого с периферииобъема разделения, и направленияк радиусу, с учетом скорости вращения границ объема разделения, обеспечивается постоянство комплекса/ (Подавая и регулируя потоки черезвращающиеся границы объема разделения достигают корреляции радиальной д 5 и окружной компонент скорости газапо высоте и радиусу объема разделения, создавая постоянным отношение. произведения компоненты скорости суммарного потока на текущийрадиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всем объеме разделения.Таким образом,постоянство комплекса"г"/ц в осевом и радиальномЧнаправлениях обеспечивает равенство центробежной и аэродинамическойсип, действующих на частицы граничного размера во всем объеме разделения, а это, в Свою очередь, уменьшает влияние турбулентных пульсаций или других случайных факторовна процесс разделения высокодисперсных материалов, что обеспечиваетвысокую эффективность классификации. Способ осуществляют следующимобразом.На периферии вращающегося объема разделения подают закрученный 50воздушный поток с окружной компо-,нентой скорости, равной местнойскорости вращения границ объема разделения. Подаваемый порошкообразный материал закручивают с той же55окружнои скоростью и подают наипериферию вращающегося объема разделения. Величину воздушного потока на входе в объем разделения усразделения, а мелкие частицы под действием аэродинамической силы увлекаются внутрь объема разделения и выносятся в мелкий продукт. Происходит качественное разделение порошка на две фракции: крупную и мелкую относительно граничного размера частиц.На фиг. изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез В-В на фиг.1.Устройство включает корпус 1 с воздухораспределительной камерой 2, систему подачи воздуха с установленными в нижней части камеры равномерно распределенными по окружности двенадцатью поворотными соплами 3 с заслонками 4, профилированные полые верхний 5 и нижний 6 диски, закрепленные на полом валу 7 с подшипнико" вым узлом 8. На внутренних профилированных поверхностях дисков 5 и 6 концентрически расположены кольцевые щели 9. Для подачи воздушных потоков в классификатор служит реси" вер 1 О с вентилями 11, соединенными через отверстия с полым валом 7 и полыми дисками 5 и б и 12, соединенными с гаэораспределительной камерой 2, а для подачи воздуха в нижний профилированный диск и вывода мелкой фракции вместе с воздухом - гаэораспределительная шайба 13.Загрузка исходного материала осуществляется через патрубок 14, вывод крупной фракции разделения через патрубок 15, а вывод мелкой фрактанавливают такой, что для граничного размера частиц выполняется равенство центробежной и аэродинамической сил на входе в объем разделения.Для обеспечения постоянства отношения произведения радиальной компоненты скорости суммарного пото ка на радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всем объеме разделения регулируют по величине и направлению потоки газа с помощью изменения расхода воздуха и углов направления воздушных потоков через вращающиеся границы объема разделения. Частицы крупнее граничного размера под действием центробежной силы выносятся из объема О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 патруции вместе с воздухом через бок 16.Воздушно-центробежный классификатор работает следующим образом.С помощью поворота сопел 3 и установкой заслонок 4 величину воздушного потока устанавливают так, что для граничного размера частиц на входе в зону разделения окружная компонента скорости газа равняется местной скорости вращения границ зоны разделения и выполняется постоянным отношение произведения радиальной компоненты скорости потока на входной радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа по высоте зоны разделения.Исходный материал подают в загрузочный патрубок 14. Порошок равномерно через кольцевой зазор между крышкой корпуса 1 и подшипниковым узлом 8 поступает на верхний полый профилированный диск 5 ротора и приобретает окружную компоненту скорости частиц, равную окружной компоненте газового потока и скорости вращения границ верхнего и нижнего дисков на входе в зону разделения. Далее порошкообраэный материал через кольцевой зазор между верхним профилированным диском 5 и воздухораспределительной камерой 2 поступает в зону разделения, на входе которой выполняется равенство центробежной и аэродинамической сил для частиц граничного размера, Для обеспечения постоянным отношение произведения радиальной компоненты скорости суммарного потока на радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всей зоне разделения из ресивера 1 О по полому валу 7 ротора, полости дисков 5 и 6 и кольцевые щели 9 подают воздушные потоки, регулируя с помощью вентиля 11 величины окружной и радиальной компонент скорости несущей среды. Частицы с размерами, большими граничного, выносятся центробежными силами из зоны разделения и поступают к разгрузочному патрубку 15Мелкие частицы, вращающиеся со скоростью, равной окружной скорости воздушного потока, увлекаются воздушным потоком внутрь ротора и через газораспределительную шайбу 13 поступают в патрубок 16.