Воздушный сепаратор

СИОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО ИА ИЗОБРЕТЕН апис(иоздушного сеп кому свидетельству М. Л, Николаева, заявлен7 июля 1934 года (спр. о перв.151142), авторского свидетельства опубликовано 30 апреля 1935 вто О вы ода Многочисленные падения частиц в с духе, показывают, различных крупност личны, а именно;1) водяные капли падают в неподвиж ростью падения в огания, касающиеся м атмосферном возоиы падения частиц удельных в.сов разиссле покой что з й или 5 мм, со ско- ющейся лизитально дооздухе почти те, приближа =У 2 дИ, ра: н иаетаи приомпуст й, что дает фоа ссответстьу о как и ельного ла го верн юие д Р удвеса;2) астицы, которые мельче упомянутых и. п.1, падают с медленно ускоряющимисл скоростями;3 более тонкие частицы менее 05 ммв диамет ре) падают согласно закону Стокса, причем скорость падения вначале увеличиае.ся пропорционально увеличению диаметра частиц до тех пор, пока в известный момент скорость не станет равной скорссти падения по так называемсй параболической формуле. Оч.видно, что по мере того, как частица падает быстрее, трение ее по причине сопротивления воздуха будет увеличиваться до того момента, ко да час ь силы, которая заставляет частицу ускорять свое датление, не уравновесится воздушным сопротивле. нием. Пирсон и Слай для цемента нап;ли, что падение тонких частиц 1 гр - 50 р следует закону Стокса и приблизите ьно при 50 р за он Стокса нарушалс.: частицы крупнее этого размера падали со слегка ускоренными скоростями (п. 2.Скорости падения в спокойно-а.мос ерном воздухе по закону Стокса пропорциональны квадрату диаметра размеров частиц.Общая скорость оседания для некоирых размеров пыли (материал не упомянут) по Днтибслм тыражаетсяля зерен диаметром 0,1 - ОС 001 мм соотьетстье но в 30,0 - 0,0003 слт сек;4) по .исследованням д-ра Мартина для очень тонких частиц падение управляется законом о = И, где В в величина постоянная, которая за исит от прир( ды и формы частиц и от того, впуска.тся ли воздух ровной струей или бурным потоком; гт - скорость па ения частиц, 1 авная ско ости потока воздуха, только поддерживающего частицу диаметра АНастоящее изобретение, основанное на приведенных положениях, имеет целью достигнуть улучшения результатов воздушной классификации. Для разрешения втой задачи в ппедлагаемом сепараторе длины подводящих трубопроводов диференциро 1 аны соответственно требованиям сепарации, и для досту а в циклоны внешнего воздуха применены кольцевые зазоры между нижними кромками циклонов и коническими вставками. На чертеже изображена схема воздушного седа ато а.1)редлагаемый сепаратор состоит из нескольких циклонов 1, 1 с подводящими трубопроводами, оас юложеиными вертикально. Каждый из циклонов представляет собой в верхней своей части цилиндр, к которому снизу приделан усеченный конус с вершиной, опрокинутой вниз, Внешний усеченный конус снабжен внутренней коническсй вставкой 2 таким образом, что они вместе образуют к 1 льцевой зазор, площадь сечения которого может быть уменьш.на или увеличена путем передвижения вверх или вниз внутреннего конуса,Подводящая в аппарат воздухопоток верти. кальная трубка 3 цилиндрического или на конус сечения в Зо - 5 о в вершине должна быть достаточн-й длины и иметь внутреннюю часть. Выхлопная тоуба, вообще, короткая, если только она искусственно н: удлиня тсч в целях увеличения соаротиглений в сигтеме и тоже может иметь внутреннюю часть, Выхлопная труба 4 можетбыль либо цилиндрического сечения, либо оканчиваться конической насадкой, если требуетсяпо условиям сепарации сзхрднить одрел.лесныеминимальные скорости в зоне засасывания вы.хлопной трубы.На подобного рода циклонах, включенныхв одну систему на линию всасы дния, можно плучить однородный по крупности пр лу кт, еслиработать на однородном по минералогическомусоставу материала, если, например, классифицироьать абразивы для получения минутников,Вакуум в циклопах с прибликзнием к вентилятору увеличивается, д скоростный напор падает, По мере разрекения воздуха злогносгь егоуменьшается, скорости воздушных по;оков падают, в результате чего ч стицы ьсе бьле мелких рдзмерое пост:пенно выпадают из системы,В подобной системе господст, ует вакуум.гуо.буленгный режим. она наиинтенсиьп йшеговакуум-турбулентного режима наблюдается в самих циклопах, Частицы материала при турбулентном режиме, помимо доступаельного перемещения, имеют еще и выхреьые. Скорости непосредственно нд стенках адпа атуры практически равны нулю, но в непос елстьепд й бли-зости, т. е. на ьесьмд малом от нее расстоянии,досгигают сравнительно значит:дьяых в личинВьодом в циклон, в силу имеюше;ося в н м,разрежения, восходящего ьозтушного погокадостигается более резкая смена р.жимд циклона.Скорости восходяпего потока заиисят ог сечениякольцеього ьыгрузяого зазоа (они оольше. еслисечение больше) и находятся в пря.,ой зависим стиот тех отрицательных суммарных дд. лений, которые нмзют место в циклон Пои сепарации .осхо.дящий поток выполняет исключительно служезное значение. Час сицы материал раз, о образно, о,по сьоему гранулометрическому составу падаютпримерно, в разреженном дьижушемся потоке,направление которого совпадает с дьижениечастиц, по вышеприведенным зак нам,Частицы, упомянутые в пп. 1, 2, 3, в рдз еженной срэде, плотность и ьязкость кторй нижеатмосфе ного воздуха, движуся в теч нпеизвестного периода врем ни в вакуум-сретз вертикальных труб с различными в здьисим сги открупности или удельного веса материала ускрениями, величина коих состдвляегся из лв,х еличин; д) из силы тяжести падаюцнх частиц . разреженной сре,е и б от скоросги ззозлухд, т. е.,от тех импульсов, которые сообщаются частицамдвижущимся воздушным потоксм.Скорости частиц в течение известного периодавремени будут превосходить скорости потока.Самые тонкие частицы будут несгись со скоро-стями уже меньшими, но превосходящими ско- ,рсти потока, ибо при движении крупные ча-,стицы увлзкдют частицы пыли не слипаясьс ними; подооный процесс имеет место при очи-,щении возтуха от дыли, как эта наблюдается в при.роде,после продолжительного дождя и снеопала.Свои нанбльшие к нечные ско ости чзсгпц.з,ь зависимостит крупности или улель ого, есд,приобретут при пат нии и вакуум-среде .ерснкальных труб ь разное время.Разница в весе между частицами 250 и 270 м.шпрактически ничтожно мала и для всяких делейею мо;кно принеб,ечь, но она все же сущ ствуети для того, чтобы сепаратор мог делать выбор между ними, необходимо различие в весе их увеличить,К нетичсс.аэне иия между частицами изме. няегся прод рцно дльно квад агу скорсс и, Ол о только увеличение скоросги движения воздуха в вертикальн й т зубе 3двд раза созлает разницу в кинегичзской энеогии частицы ь 4 аза.Наиболее крупные или нди ольшего ул льн го веса частицы, из ч саа н,х дящихся в ь ргикдльном потоке, досги.аюг сьои. наиоо. ьших конезных ско осгей, а слзловдгззьно, наиб льших зна. чений цент,обеж ых сил ь седа ато е значи. те.,ьнраньш. ос альных част ц. Иными слоьами, если в потоке несуся лвс группы чзсгиц дидмега з, и зЕя гте а,) э и если г унда частиц лиамет а с(, с ою апу льщуо скорость о, приооз г т после дате зпя с о ретелепнй высогы, то л,угагзупда частиц диаметра аэ с оих наибзльдих ко;ечяых ск рьсгеи за это в емя еще не ус езт п набрести 3 гд груда ч.сгиц ззэ своих наиз льших коде ны., ск рассейсгигнег значительно позжеНа основании ьышес а;энного, варьируя длину вертикальных труз и из зстн,з .анацийко остей пот к в и вакуумнда я .ний, можно спевд вытелигь вротукг лидмзт а с(, в олном циклопе, затем д,оту т зэ - в лругом. Кокаин, эг тольк с,емагич.ски удро тенная ка тина рзспретеления ьозлзшных потоков и магеридла, Нд самом деде яьл.ния зд:сь здчвтельно сло;кнее.В циклоне или в группе цикло ов, вкпочен ных в сисему по линии ьсасывдния, господс вует ваку м-гуралент ый режим. 1,зи гурэуленном режиме лзя любой точки пространстьа в области ьзятого отка им ет место такое из. менение вели ины проекции мноьенной местной скорости на какое-либо наддавлэ ие (ь частности - измен ние прото ьной составляющей, пардллетьнай к касаг,ьиои основного к,угвоо потока), которое наывд тся пульсацией скрьсгей, Всли какая-ли о ьзлушназ частица, д.игдясь до нзкоторой сложной, из.илистой т дект,.и, зри. холит в данпую точку в одретеленн,яй момэнг с опрете.енп й ск росгью, то через эл мнгдномалый Lмик, гк в е ени, дви ая ь у,ке по ини тр е,гпи. в гу же точку приходит тругая ьозлушндя чд ида имея в этой точк н.когорую другую с;о;осгь, когоьдя даже при усгдно йешемся льижении штока в ц лом, ьоозше, от.ич ется ог скорости первой точки кдк до величине, тдк и по направленизо. Следовательно проекции мгнове ных местных скоросгей этих двух частиц, а стало оы гь и всех послел, ющих нд прододьн,ю сосгдьляющую в кджлый эл м.нтд гпый пр: межугок .р менл будут различны. Яьлзния пульсации скоростей огракаются на до. казаниях гуо.и иго: высота уроьня жилкости в трубке не осгае;ся постоянной при наблюлении, но наоб рот. то о ускдегся, то поднимается, к леблясь коло некотооого с,едне о поожеяия, хотя тру ка непплвиж а и се гремя сьязана с одной и сьйточ, оо и д г.ке ( е деев с н.которй сььокузн сгью точек, так как зхоаное огверст е труоки претсгдвляет некоторую плошадь, хотя и весьма мал;ю,Совокупносгь разных по величине и направлению воздушных чассиц в оолдсги ьзягого по. тока дают результирующую господствующую на.правленвя всего кругового потока напрзвленн.о в данном случае в выхлопную трубу 4 ци,хона. ,.леповательно, частицы мат:риала находятся кс: время под воздействием воздушных частиц, заряженных пульсацноннымн скоростями, к, то ые в бесконеч о большом количест е будут уда ять по частицам мат.риала, отлаваим гв,ю кинетическую энергию и изменяя траекторию их,В каждый данный моме т частицы матеанала под коздейстьисм пульсацнонных скор стей воздушного потока н своих сил тяжесги будуг им.ть сообзазно крупн:сти или утельного 1 еса с,он пульсационные ско, сти, поап,а ению со, па. дающие с госпопсгующим ке тнкальным направлением потока или напра ленные к нему нот острым утлом и, обладая наибольши и центробежными силамн, выпадут из гфе ы кл якия круго.ого потока.коростн ьозпзш ых частиц кругового потока на ряду с сильк.м козр стани м вауум:, резко затухают и практически ничтожно ма ы по сраьнению с теми скоростями частиц материала, наиоолее крупных или большсго удельно,о веса, которые частицами при обрет ны во время падения ь какум.срете кертнка. ьных труо. Если же часгицы не запаслись в д статочной ме, е кинетьчесой энер, и й то они остаются в сфере дейст, ня ну льгаци нных скор:стей резко выра кенного вакуум т рбулентного режима циклона, где частнцы попвер; ются ударам друг о друа н в стенки аппарата прнч м частицы вполне или в кекотороИ пле теряют запасенную при падении кин тическую энергию тсгда езз льтиру юшие от скосИ пааени силы тяжести частиц, уже потеряьших частью нли кполне ки етическую э ергию, с пульсационными скоростями ьозтупн го потока совпадут с общим осподст 1 уюшим нап а.левием потока, и часкицы унесутся в вых.опнзно т убу,Скорость частицы сеоариру емого материала при падении в ) азеженной с ед" дкижущегося ло напраклению падения возд,шного потока определяеся ее массю, скоростью коздуха, стене ью раз,зежения потока. М,жно утверждать, чо ккнетическая энергияозду шной час 1 ицы в конце выхода ее из вертикальной трубы ь сепорагор практически безмерго мала по сравнению с кинетической энергией частицы сапа ируемого ма. терна з. Эта разность в неско ько раз у еличиьается ь момент ьыхода из вертикальной трубы в циклон, когда нрн резко загухающих скоростях поток, претерпекая резкую смену ьакуум.напряжений, пих пит ьо в аат:льнке движение по траектории кри ой со ксе увеличиьающимися радиусами кривизны последней. Наименьш,.й раднус крикизны - конец ьых да пот ка из ве тикзльн й трубы, тогда на частицматериала, ачннаю девствоать центро,ежные силы, направл нны вертикально ьннз по касательной к таектории к, угового потока, в сфере интенсиьйого возду ш ого разрежения.Если материальное тело, ьес кот ро, о О, вращается с постоянной ок ужной скоросгью о по кру у радиуса г вокру непопьижной точки, то о под .лиянием нне ц и массы его Л 1= - возниЮ кает так называ.мая центробежная сила:0 ФС= -- кзГт, е. значения центробежной силы возрастают пропорционально кьадрату скорости падения частицы в вертикальной трубе, пропорционально массе частицы и обратно пропорционально радиусу кригой т аекто ии кругоього потока.На оснока. ии приведенных соображений, ка кдый из цикл нов , ., включенных в систему на .,инию ксасыкания, снабжен, как уже сказано, различным по длине вертикальным трубопроводом 3; длина его выбирается в зависим сти от крупности нли уделы ого вега материала, кото. рый неооходи о отсеназнро.ать. .л а трубопро ода пределяется тем, что частицы материала оа,опаряазлич ю своих масс в силу скоей тя,.ести при наде ин в разрежен ой седе кото ая перемещаеся по тому же н правлению падения, п.коб,етаот свои наибольшие к 1 нечные скор си (а следовательно наибольшие значения це т, обежных сил) в различное время, ибо наноольш, е конечные скорости составляются в зав симост:а) от силы тя кести падаю.цих частиц;б)т скорости ьоздушного потока, совпадающегс напрален;ем движения;в) от степени разреж:ния среды.рео.ладающая часть (возможно даже все), ци лонов из ьсей системы будут разотать, кроме того на принципе постоянной разгрузки; поступаю ая чер:з выгрузные зазоры циклонов дополнит.льная струя воздуха, помимо сьоей цели р гул,роьать напряжения ь системе, будет производ ть отсепарировани: дисперсного материала увлеченного к, упными частицами высоко.пар.,ции восходящим погоком принадлежит служеонее знач, ие.,остоянная,загрузка я ляется положительной сто оной циклонов. Сущесткенным условием для ч ткоо процесса ьоздуш.ой классификации в узких пределах является устройство такого литателя, который попаьал бы материал равномерно н ьо взвешенном состоянии, обеспечньая обособл нность полета частиц и равномерность нх распределения во всем объеме воздушной пульпы,Предмет изобретения.1, Воздушный сепаратор для получения нескольких по крупности или удельному весу фракции ма ериала, состоящий из нескольких циклон в с ьертнкапьными тр бопроводамн, отличающийся тем что длины подводящих трубоп окодоь диф ренцированы соответственно треоованиям сепарации.2. Пон усгойстве по п, 1 применение для доступа в циклоны внешнего воздуха кольцевых, регулируемых по ширине, зазоров между нижними кромками циклоноь 1, 1 и коническими вставками 2.