Вихревая камера для центробежной классификации полифракционного материала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 10.10,80 (21)3006608/23-26 В 04 С 3/06 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявите 54) ВИХРЕВАЯ КАМЕРА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖН КЛАССИФИКАЦИИ ПОЛИФРАКЦИОННОГО МАТЕРИАЛАевым азде ап и н ной вихревойполифракционннизкие эконозделения приво ительности тками указа разделения ла являются качество р малой прои аявл ся 30 Изобретение относится к вихрустройствам для центробежного рления и может быть применено, н р -мер, для классификации зернистого мтериала в различных отраслях промышленности.Известно вихревое устройство разделения полифракционного материала,содержащее вихревую камеру, системуподачи рабочего тела-носителя, систему ввода полифракционного материала ) 11.Недостатком данного устройства раделения является низкое качество отделения материала от рабочего теланосителя и разделения его по фракциям, связанное с тем, что рабочее тело подается на узком участке в верхней части устройства.Известна также вихревая камерадля центробежного разделения дисперсного полифракционного материала, содержащая зону разделения, системуввода полифракционного материалапневмо- или гидротранспортом, системуподачи рабочего тела-носителя,В укаэанной вихревой камере качество разделения частиц повышено эасчет расположения тангенциальных отерстий для ввода рабочего тела-носи ля по всей высоте эоны разделея 2 ).Недоста н камеры для о го матернамичность и апереходе к э дустройства.Наиболее близким к изобретению является устройство для центробежной классификации полидисперсного материала, содержащее цилиндрический корпус, устройство для закручивания вводимого в нее потока, расположенные по концентрическим окружностям в днище камеры дугообразные щелевые отверстия для отвода разделенных фракций и размещенные под ними коль. цевые сборники с выводными патрубками 3.Недостатком известного устройства яется то, что в нем не достигает- высокого качества классификации.Цель изобретения - повышение качества разделения за счет улучшения гидродинамических условий отвода раз деленных фракций,Поставленная цель достигается тем, что в вихревой камере для центробежной классификации полифракционИОГО материала содержащей цилиндрический корпус устройство для закругивания ввоцимого в нее потока, расположен 1 Н 1 е по концентрическим окружностяч:з дн 11 ше камерь 1 щелевые отверс -ТИЯ ДЛЯ ОТВОДа РсЧЗДЕЛЕННЫХ ФРаКЦИйи размещен 1 МЕ год НИМИ КОЛЬЦЕВЫЕ Сборн 1 пги с выводнымси патоубками, щелевыеотвергт.;.я распсложены под уГлом 3045" к радиусу камеры,Кро:.:е того,. размеры 1 елевых отверстий выбираются в 11 ределах О =3-4 б,Нг 3 О, Г;с гЗ - ширинс 1 щелевых Отверстий; Н 11 х нь 1 сота 8 - максимальныйдиаметр часи 1 разделяемого материалаФиг.,1 прсдстазлена вихревая ка.1 ера, и одольн:,:й разрез, на фиг.2вихреаа:" камера, г 1 оперечный разрез.П 11 хРевсч 1 ксчг еРа соДеРжит коРпУсн-.,н 1 а-.,1 якн 10 а 1 гпарат 2 для закручиванияя водимого в нее потока, ниж 11 г: торцевую стенку 3,. верхнюю торце-вую стенку 4 гатрубок 5 системы подачи рабе .его тела-носителя, патрубок6 вь 1 вг,.а рабочего тела, ресивер 7,щелевые от-"ерстия для вывода фракций 25Ы, кольцевые сборники 9, патрубки 10,наклонное дно 11, патрубок 12 системы ввода полифракционного материала.Зона разделения размещена междуНППРсгВ;11 ЮЩИМ а 11 ПаРаТОМ 2, НнжНЕй ТОРцевой стен ой 3 и верхней торцевойстенкой 4. Направляющий аппарат 2размещен э разделяющем ресивере 7,который Ограничен корпусом 1, Вихре"вая камора для центробежного разделения материалов работает следующим5образом,Рабочее тело-носитель под давлением распределяется по всей окружности направляющего аппарата 2. 11 алее но ситоль проходит через направляющий аггпарат 2, приобретая необходимую степень закрутки, входит в зону разделения, где подкручивает полифракционный материал и распределяет его по соответствующим зонам, затем удаляется из камеры по патрубку б, Полифракционный материал подается в зону разделения 1 по патрубку 12, расположенному на верхней торцевой крышке 4, распределяется по обьему в соответствии со своими размерами и удаляется через отверстия 8 прорезанные в нижней торцевой стенке 3, в кольцевые сборники 9, в которых скатывается по наклонному дну 11 и патрубкам 10, и удаляется иэ камеры, В вихревой камере с гладкими стенками происходит классификация частиц с точностью до десятых и даже сотых долей миллиметра, поскольку в однородном потоке 60 носителя единственным параметром, обеспечивающим тот или иной радиус равновесной орбиты частицы, является ее диаметр. Чем больше диаметр частицы, тем больше к направля 1 ощему аппарату траектория ее вращения и наоборот,Однако, как только появляются неровности на ограждающих стенках, происходит ударное взаимодействие частиц с шероховатостями и нарушение ихрадиусов вращения в камере. Частичнонарушается и геометрия потока вращающегося носителя. При эксперименталь-.ном наблюдения эа влиянием неровностей на качество разделения выяснилосьчто неровности направляющего аппаратасказываются в несколько раэ меньше,чем аналогичные на торцевых стенках,Минимальное нарушение гидромеханики движущихся частиц имеЕТ место призамкнутых кольцевых щелях значительнойглубины, Но, во-первых, частицы, попав в кольцевые щели в момент загрузки, вращаются там без классификации, что в итоге снижает качество классиФикации, Во-вторых, при открытии таких больших щелей на выгрузку в них втягиваются частицы иэ нижни.; слоев с больших диаметров. В то же время частицы, вращающиеся на данном диаметре в верхней части слоя, не успевают опуститься к выводной щели.Разделение кольцевых щелей на секции приводит к хаотизации частиц отударов о перегородки между секциями.Следовательно, дуговые и кольцевые Отверстия для выгрузки частиц извихревой камеры с центробежным разделением неприемлемы,В расположении щелевых отверстийотносительно радиуса имеется оптимум.При расположении их под углом 4590 О имеет место сильная хаотизациячастиц что приводит к снижению ка-1йчества разделения, а при углах 0-30выгрузка разделенного на Фракции материала происходит слишком медленно,что снижает экономичность процессаразделения в камере, Оптимальнымявляется диапазон углов 30-45 .Необходимо иметь пРямоугольныещели минимальной ширины. Если ширина цели менее трех диаметров частиц,при выгрузке происходит их заклинивани", При ширине более четырех диаметров частиц хаотизация частиц становится заметной. Отсюда выбираетсяширина щели 3-4 диаметра частиц. Экспериментально обнаружено, что потокжидкости или газа, двигаясь по каналунад углублениями, ведет себя по разному. В неглубокую щель поток затекает непрерывно и вытекает из нее собразованием дорожки вихрей. Образуемые вихри существенно снижают качество классификации, Однако, начинаяс отношения глубины щелевых отверстийк их ширине, равной 3, выброс вихрейиз паза прекращается, ч.е. поток движется над щелью так, будто ее не существует,982816 Ю/г 0 10 30 40 20 ЬС1 1 ЬОупс 0,97 0,93 0,87 74,7 4,5 ЬЪ и Зг 8 1 с 9 152 40 Формула изобретения Следователь но, отношение глубины выводной щели к ее ширине должно быть не менее 3.В свою очередь, большая глубина щелей нецелесообразна из-за роста гидравлических потерь в них и массогабаритных характеристик стенок камеры,В эксперименте использовалась вихревая камера диаметром 200 мм и длиной 40 мм. В качестве разделяемого 10 материала использовалась свинцовая дробь со средним диаметром частиц 2:б мм и разбросом по размеру +0,125 мм. Удельный вес материала частиц равнялся 11 г/см. Одновремен но в камеру загружалось б кг дроби. Рабочим телом-носителем служила вода. Нижняя торцевая стенка камеры выполнялась схемной со щлеями шириной 8 мм. Наклон щелей относительно радиуса ка меры изменялся в пределах 0-90 О. Введенная в камеру дробь делилась на пять Фракций. Из каждой фракции, выведенной из камеры отбиралось 200 частиц и взвешивалось. При оптималь Из таблицы следует, что есть диапазон наклонов щелей относительно радиуса камеры, при котором имеет место достаточно высокая степень классификации частиц при коротком времени выгрузки. Этот диапазон составляет 30-45 ф. Выигрыш в энергозатратах по сравнению с камерой, снабженной радиальными щелями, составляет 40. 1. Вихревая камера для центробежной классификации полифракционного материала, содержащая цилиндрический корпус, устройство для закручивания вводимого в нее потока, расположенные по концентрическим окружностям в днище камеры целевые отверстия для отвода разделенных Фракций и размещенные под ними кольцевые сборники с ной классификации разница в весе (Айп,о) 200 дробин иэ соседних фрак- ций составляла Ь Сп,=1,9 г, При неполной классификации разность веса Ьб указанного числа дробин составляла меньшую величину.Качество классификации зависит от времени прибывания частиц в ачхревой камере. Время выдержки частиц в вихревой камере для достижения качественной классиФикации составляет величину 10 с. Производительность аппарата в основном зависит от времени выгрузки частиц. При расположении щелей под углом 90 ф к радиусу время выгрузки Ь п 11 минимально и составляет Ь 7 п,=б с. При уменьшении угла наклона цели к радиусу время выгрузки увеличивается. Значения углов наклона разгрузочных щелей к радиусу камеры в градусах Ч(г,отношение разности весов 200 частиц Ьб к максимальной разнице веса Ьбсри отношение времени выгрузки из камеры Ык минимальному времени выгрузки ЬСп,и приведены в таблице. 45 50 55 60 70 80 90 0,7 0,5 0,39 0,35 0,30 0,27 0,264 1,4 1,3 1,24 1,16 1,08 1,03 1 выводными патрубками, о т л и ч а ю щ а я с я тем,.что, с целью повы" шения качества разделения за счет улучшения гидродинамических условий отвода разделенных Фракций, щелевые отверстия расположены под углом 30- 45 ф к радчусу камеры.2. Камера по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что размеры щелевых отверстий выбираются в пределах б =3-4 д, ЮЗо, где а - ширина щелевых отверстий, Ь - высота, д - максимальный диаметр частиц разделяемого материала. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании Р 783173, кл, 23 р, 1957,2. Авторское свидетельство СССР Р 550781, кл, В 04 С 5/04, 1976. 3. Авторское свидетельство СССР Р 789160, кл, В 04 С 3/06,. 1979.98281 бСоставитель А.Кекишева Редактор Б.Данко Техред Т,Маточка Корректор Г, Огар Заказ 9783/14 Тираж 619 Подписное БНИИПИ Государственного комитета СССРпо лелам изобретений и открытий313035, Москва, ж, Раушская наб д.4/54)илиал пппб "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4