Способ пневматической сепарации порошкообразных материалов и устройство для его осуществления

РЕСПУБЛИН 7 В 7/08 ЕТЕПЬСТВУ ВТОРСНО ЕПАРАЦ 1 УСТРОЙ й инстимеханикиуниверсисить разных матери, Росляк,анов, А.А.Цемима их загре истки обра2 висхо рованиес, 25-38.СССР1979. 80, тво 083 нусно СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦ(71) Научно-исследовательтут прикладной математикипри Томском государственнтете(54) СПОСОБ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение позволяет п ивность сепарации порошкообвысокомолекулярных полимерных алов за счет оптимизации режи- движения в газовом потоке, деатирования агломератов и пере- крупной фракции. В бункере 1 ют через загрузочный патрубок рхней его части насыпной слой ого материала, Между дном коо сборника бункера 1 и входом у (Т) 5 ввода материала в ро1273193 10 5 30 тор блока 11 центробежной сепарацииустановлен питающий эжектор с блокомдезинтеграции. Эжектор выполнен в.виде сопла (С) 4, соосно установленного в дне конусного сборника, и приемного конусного раструба 6, установлейного на входе в Т 5 и обращенногобольшим основанием к С 4. Из насыпного слоя материал эжектируется газовым потоком, подаваемым снизу вверхчерез С 4 со скоростью 20-300 м/с.При достижении им макс. скорости производится соударение с конусным отражателем 7, установленным в раструбе6 с возможностью фиксированного продольного перемещения. Часть материала проходит в каналы, образованныевзаимно перпендикулярными разделительными, пластинами 10, установленИзобретение относится к пневматическим методам разделения сыпучих материалов, предназначено преимущественно для сепарации высокомолекулярных полимерных порошков типа полиэтилена, Фторопласта, склонных к агломерации, и может быть использовано в химической промышленности, а также в других отраслях, связанных с порошковой технологией.Цель изобретения - повьшение эфФективности сепарации порошка высокомолекулярных полимерных материалов путем оптимизации режима его движения в газовом потоке, дезагрегатированин агломератов и перечистки крупной фракции.Йа фиг.1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - график размещения энергоемкости сепарации в зависимости от скорости газового потока; на фиг.З - график выделения мелкой Фракции от числа циркуляции крупной Фракции.Устройство состоит иэ бункера 1 с коническим сборником, патрубков 2 и 3 для загрузки исходного материала и выгрузки крупной Фракции, сопла 4 эжектора, трубы 5 ввода материала, нижняя часть которой выполнена в виде приемного конусного раструба 6,ными в Т 5 параллельно ее продольнойоси, а другая возвращается к зонеэжекции. При этом выравнивается скорость движения материала по поперечному сечению несущего газового потока, а крупные фракции выдают обратнов слой. Из Т 5 пылегазовый поток подается в ротор. Отсепарированная крупная фракция возвращается в насыпной слой с периферии зоны действия центробежных сил. Мелкая фракция сгазовым потоком через патрубок выгрузки, установленный соосно ротору исообщенный с его сквозными радиальными полостями , выводитсяиэ центральной зоны в пылеотделитель 12. 2 с,и. 2 з.п.ф - лы, 3 ил,Во внутренней области последнего установлен конуснык отражатель 7, зак - репленный на штоке 8, с помощью ко, торого и механизма 9 он имеет возмож ность перемещения в осевом направлении. Труба 5 разделена вертикальными взаимно перпендикулярными разделительными пластинами 10 на каналы и соединена с входом блока 11 центробежной сепарации, аксиальный выход которого через уплотнительную муфтуи патрубок выгрузки мелкой фракциисоединен с пылеотделителем 12. Блок 11центробежной сепарации включает корпус внутри которого на пОлОм Валуустановлен ротор, состоящий из обтекателя 13, внутренних и внешних кольцевых дисков 14, образующих между собой сквозные радиальные полости. Ротор установлен в подшипниковом узле15, расположенном в верхней частикорпуса, и приводится во вращение через шкив 16 электроприводом 17. Способ реализуют следующим образом.Через загрузочный патрубок 2 бункер заполняют исходным материалом, затем через сопло 4 подают сжатый газ со скоростью 120-300 м/.с, который эжектирует частицы из окружающе 1273193го струю материала. В момент достиження частицами максимальной скорости осуществляется соударение их конусным отражателем 7. В результате этого часть материала, состоящая в 5 основном из дезагрегатированных агломератов, проходит в каналы, образованные взаимно перпендикулярными пластинами 10, а другая возвращается к зоне эжекции, где вновь захватывается газовой струей. При прохождении газовым потоком каналов снижаются турбулентные пульсации (происходит ламиниризация потока), при этом крупные частицы или агломераты выпадают обратно в слой. Из трубы 5 ввода материала пылегазовый поток подается в блок 11 центробежной сепарации. Отсепарированная крупная фракция и микроагломераты осаждаются на 211 поверхности насыпного слоя и перемещаются под действием силы тяжести к зоне эжекции. Мелкая фракция улавливается в пылеотделителе 12, Местонахождение конусного отражателя 7 выбрано с учетом того, что на данном участке потока частицы достигают наибольшей скорости, необходимой для эффективной дезагрегации агломератов. Образуемая кольцевая щель между рас трубом 6 и коническим отражателем 7регулируется перемещением отражателя 7 с помощью механизма 9. Ширина кольцевой щели определяется экспериментально для каждого материала и ре- гулирует количество материала, поступающего в трубу 5 ввода, и его фракционный состав, исключает вынос крупных агломератов.Для примера приведены результаты 40 испытаний на полиэтилене (й70 мкм) и фторопласте (й ( 120 мкм), характеризующих граничные свойства практически всего класса рассматриваемых материалов, производимых в промышлен ности.Испытания проводились на различных скоростях, сравнение эффективностей режимов проводилось по удельным энергозатратам И, необходимым для выделения 752 мелкой фракции при задан. ной границе разделения из ее общей массы в материале, которая определяется по характеристике распределения дисперсного состава данного материала.П р и м е р 1, Полиэтилен - порошок состоит из легко разрушаемых агломератов, максимальные размеры которых достигают 1 мм. Проводилась сепарация частиц с размерами меньше 20 мкм, Испытания проведены для скоростей газа 50, 100, 120, 150, 250 м/с, результаты показаны на фигП р и м е р 2, Фторопласт - порошок представляет собой "творожистую" массу, агломераты достигают размеров 5-10 мм. Сложность дезагрегации связана еще и с тем, что в материале значительное количество остаточной влаги, которую нельзя полностью удалять без нарушения свойств самого материала и которая нужна на стадии грануляции. Сепарация проводилась по границе 20 мкм и при скоростях эжектирующей струи 250, 270, 300, 320 м/с. Результаты приведены на фиг,2. Как видно из фиг.2, при скоростях, равных примерно 120 и 300 м/с, достигаются минимальные энергозатраты.На фиг.З приведены результаты (для полиэтилена),показывающие за,висимость выделения мелкой фракции к ее общей массе от числа циркуляций массы загрузки в бункере 1 для двух случаев: без возврата крупной фракции в исходный объем насыпного слоя, с возвратом крупной фракции в исходный объем насыпного слоя.Как видно из фиг.З, возврат круп- ной фракции не только ускоряет накопление мелкой после первой циркуляции, но и обеспечивает более полное ее выделение из исходного материала.Формула изобретения1. Способ пневматической сепарации порошкообразных материалов, включающий подачу исходного материала газовым потоком и его ввод в зону действия центробежных сил; вывод крупной фракции с периферии зоны действия центробежных сил и мелкой фракции с газовым потоком из центра этой зоны, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности сепарации порошка высокомолекулярных полимерных материалов путем оптимизации режима его движения в газовом потоке, дезагрегатирования агломератов и перечистки крупной фракции, об разуют насыпной слой исходного материала, подачу исходного материала осуществляют эжектированием газовым,ю- Ж. ю) 9 8 7 б 5 РР 7 ООПЛ аС/ а,ПОЛ ИЗ 77 а 4 гд Ц бО 9 О РЮ 50 ЮОВО ЖР 7 аУЮЗ,УОСКаРОС 77 Ь гада, Л/СФыа 2 2 3 Ч 5аиркулиий вассы яагр Составитель О.ПоповехредЯ Попович Редактов Г.Коп рректор Е,Сирохма аказ 633 ж 565 твенн ретенЖ-З Подписное НИИГП 1 Государ по,целам изо 113035, 11 оскв митета Сткрытий го ииио5, Рауш д. 4/5 ая наб. 1117 оизводственно-полиг Фическое предприятие, г. Ужгород, ул: Проектная,потоком из насыпного слоя снизувверх, перед введением в зону действия центробежных сил порошкосбразныйматериал последовательно дезагрегатируют и выравнивают скорость его движения по поперечному сечению несущего газового потока, а крупную Фракцию после вывода из зоны действияцентробежных сил возвращают в насыпной слой исходного порошкообразного материала.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что эжектированиеисходного материала из насыпногослоя осуществляют при скорости газового потока 120-300 м/с,3. Устройство для пневматическойсепарации порошкообразных материалов,включающее бункер с конусньм сборником, блок центробежной сепарации ввиде установленного в бункере роторасо сквозными радиальными полостями ипривода вращения ротора, трубу вводаматериала в ротор, соосно установленную под ротором, патрубки загрузкиисходного материала в бункер и выгрузки крупной и мелкой Фракцийпыляотделитель., сообщенный с патрубкомвыгрузки мелкой Фракции, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цел:ьюповышения эффективности сепарации порошка высокомолекулярных полимерных материалов путем оптимизации режима его движения в газсвом потоке, пезагрегатирования агломератов и перечистки крупной фракции, устройство снабжено питающим эжектором с блоком дезинтеграции, установленными между дном конусного сборника и входом в трубу ввода материала в ротор, и разделительными пластинами, установленными взаимно перпснпикулярно в трубе ввода параллельно ее продольной оси, при этом патрубок загрузки исходного материала установлен в верхней части бункера, а патрубок выгрузки мелкой Фракции установлен соосно ротору и сообщен с его сквозными радиальными 2 О 4. Устройство по п.З, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что питающийэжектор выполнен в ниде сопла, соосно установленного в дне конусногосборника и приемного конусного рас трубка, установленного на входе втрубу ввода материала в ротор и обращенного большим основанием к соплу,при этом в раструбе соосно установлен конусный отражаель с возможно- ЗО стью Фиксированного продольного пе