Каскадный классификатор
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
)5 В 07 В 4/ РЕТЕН И КАТОР обогащение и материалов в е порошков на зерну 0,05-5,0 я: каскадный пере- шахьное нтен- перебра оди осхо на К тяже тся с вос ся от тыва ть ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРЪ 988364, кл, В 07 В 4/02, 1979,Авторское свидетельство СССРМ 522860, кл, В 07 В 4/00, 1971.(54) КАСКАДНЫЙ КЛАССИФ (57) Использование: сухое фракционирование сыпучи воздушной среде, разделен два продукта по граничному мм. Сущность изобретен Изобретение относится к устройствам сухого обогащения и фракционирования сыпучих материалов в воздушной среде и предназначено для разделения порошков на два продукта по граничному зерну 0,05- 5,0 мм,Каскадный классификатор может применяться в металлургической, химической, горнодобывающей и других отраслях пром ы шлен ности.Известны гравитационные пневматические классификатоГы по авт. св. М 988364, кл, В 07 В 4/02, 23,0 г.81, авт. св. М "069877, кл. В 07 В 4/08, 14.05.82, авт, св. М 1088817, кл. В 07 В 4/00, 07.02.83. авт. св, М 1122376, кл, В 07 В 4/00, 28 03.8,Основной особенностью этих аппаратов, как и прототипа,авг, св, М 522860, кл,классификатор содержит сепарационную шахту 1 с пересыпными полками 2, установленными на ее боковых стенках наклонно в шахматном порядке, загрузочное приспособление 4, патрубок 12 для подачи воздушного потока, разгрузочные приспособления крупной 6 и мелкой 9 фракций и распределительные элементы 3. Загрузочное приспособление 4 расположено в средней части сепарационной шахты 1. Патрубок 12 для подачи воздушного потока установлен в нижней части шахты 1. Разгрузочные приспособления крупной 6 и мелкой 9 фракций расположены соответственно в нижней и верхней частях шахты 1. Каждый распределительный элемент 3 расположен между смежными пересыпными полками 2 и выполнен в виде поворотной пластины с горизонтальной осью в ее средней части, 1 ил. В 07 В 4/00, 1976) является наличие сыпных элементов, установленных в матном порядке по высоте,Конструкция классификатора пр матривает зигзагообразное поступател движение воздушного потока вверх и и сивное вихреобразование над и под сыпными полками,Прототип работает следующим о зом. Исходный продукт поступает на из пересыпных элементов и с него в в дящий воздушный псток. Крупные зер под преобладающим действием силы сти опускаются, поочередно скатываю пересыпных элементов и, пересекая ходящий воздушный поток, очищают мелких частиц М 1, Эти частицы подхва ются потоком и выносятся в верхнююшахты классификатора. Однако в результате многочисленных соударений между собой и стенками аппарата скорости частиц одного размера приобретают различные значения, как по величине, так и по направлению, При этом часть мелких частиц М 2 может опускаться, а некоторая доля крупных зерен К 2 - подниматься,Для перечистки этих случайных фракций большое значение имеет образование вихрей в шахте классификатора, Попадая в надполочный вихрь А, частицы под действием центробежной силы расслаиваются, выбрасываются из него и разделяются в восходящем потоке, Одновременно разбиваются слипшиеся агрегаты частиц мелких фракций, что исключает их попадание в крупный продукт.Расслаивающее и диспергирующее действие подполочного вихря Б аналогично, но частицы сыпучего материала выбрасываются из него не в ядро разделяющего потока, а на ближнюю стенку классификатора. и осаждаются вдоль нее на расположенный ниже пересыпной элемент, где разделяются.Прототип и другие перечисленные классификаторы имеют следующие существенные недостатки.1. Низкое качество сепарации при разделении по тонким границам (менее 100 мкм). Если для разделения по крупной границе скорость воздушного потока, а соответственно и интенсивность вихреобразования достаточно велики и расслоение частиц в вихрях происходит эффективно, при малых границах разделения интенсивность вихреобразования и расслаивания снижается. Вероятность попадания "случайных" фракций мелких частиц в крупные и крупных зерен в мелкий продукт возрастает, что ухудшает качество классификации,2, Неэффективное действие подполочных вихрей,В рассматриваемых конструкциях аппаратов подполочные вихри ориентированы так, что большая часть расслоившихся и диспергированных частиц отбрасывается к стенкам и, осаждаясь вдоль них, смешивается на нижних пересыпных элементах с уже разделенным готоком крупных зерен, Возникает необходимость в повторной классификации, эффективность работы аппарата снижается,3. Невозможность автономной регулировки работы каждой разделительной ступени (каскада).При разделении сыпучего материала необходимо в верхней части классификатора задержать поднимающиеся "случайные" 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 крупные зерна и вернуть их вниз, а в нижней части аппарата обеспылить опускающийся крупный продукт. Существующие конструкции аналогов этого сделать не позволяют, так как разделение происходит одинаково во всех секциях.Цель изобретения - повышение качества сепарации и производительности за счет интенсификации разделяющего воздействия на частицы сыпучего материала и возможности регулирования величины этого воздействия автономно на каждой ступени разделения,Поставленная цель достигается тем, что в каскадном классификаторе, включающем сепарационную шахту с пересыпными полками, установленными на ее боковых стенках наклонно в шахматном порядке, загрузочное приспособление, расположенное в средней части сепарационной шахты, патрубок для подачи воздушного потока, установленный в нижней части шахты, разгрузочные приспособления крупной и мелкой фракций, расположенные соответственно в нижней и верхней частях шахты, имеются распределительные элементы, каждый из которых расположен между смежными пересыпными полками и выполнен в виде поворотной пластины с горизонтальной осью в средней ее части,Пластины предназначены для регулирования направления и скорости движения воздушного потока и частиц материала в подполочных вихрях. Установка пластин на горизонтальных осях обусловлена тем, что возникающие при движении двухфазного потока около пересыпных полок вихри вращаются также вокруг горизонтальных осей, и аналогичная ориентация пластин не нарушает симметричности вихрей, не отклоняет их к стенкам и способствует равномерному распределению материала по ширине шахты. Расположение огей в средней части пластин позволяет изменять положение как верхних. так и нижних их кромок и, тем самым, более гибко и эффективно регулировать скорость и направление движения частиц во всем вихре.Конкретное расположение пластин в шахте зависит от условий проведения процесса, т,е, от физических свойств классифицируемого материала (грансостава, формы и плотности частиц), требуемой границы разделения, скорости воздушного потока и определяется экспериментально,Так, в верхних секциях (выше уровня ввода исходного материала) пластины должны быть ориентированы таким образом, чтобы возвращать частицу материала изпод полки в центр потока с как можно большим дополнительным ускорением. Это достигается, когда верхняя кромка пластин отклонена от вертикали к стенке шахты,В нижних секциях классификатора задача обратная - необходимо направлять материал вверх на перечистку от случайнопопавших мелких частиц, Здесь пластиныдолжны быть отклонены верхней частью впротивоположную сторону - к кромке полок, 10Ориентацию пластин изменяют поворотом их вокруг оси, для их фиксации в заданном положении служит специальноеустройство.Для оценки величины дополнительной 15инерционной силы, позволяющей интенсифицировать разделяющее воздействие начастицы сыпучего материала, рассмотримдействующие на частицы силы,Исходя из второго закона Ньютона имеем;=п 9 ГРобч Ос 3 с . 2где т - время;т - масса частицы;25ч - скорость движения частицы;д - ускорение свободного падения;- коэффициент аэродинамическогосопротивления;Р - площадь миделевого сечения частицы;ро - плотность среды;О - относительная скорость движения частицы.Как в прототипе, так и в предлагаемом устройстве сила тяжести щд постоянна, Меняется лишь сила аэродинамического сопротивления, В результате того, что в предлагаемом устройстве зазор между распределяющей пластиной и нижней поверхностью пересыпной полки может быть в несколько раз меньше половины ширины шахты, скорость выходящих из-под полки частиц может в несколько раз превышать скорость частицы в ядре потока, Примем относительную скорость частиц хотя бы в два раза выше, чем в прототипе, Тогда сила аэродинамического сопротивленидпрототипеО 2Р -РРо2В предлагаемом классификатореР = ," РРо- Для Стоксовской области обтекания частицы (1) коэффициент24 24 рЙе Одр,где йе - число Рейнольдца;,и - динамическая вязкость среды,Тогда24 р О 12 уЕОар ог ДР=12- О,ба так какО =2 О,.рР = 12- (20); - = 2,дРт.е, сила аэродинамического сопротивленияв предлагаемом устройстве в два раза вышепо сравнению с прототипом. Соответственно и разделяющее устройство возрастает наэту величину,Благодаря возможности измененияориентации распределяющих пластин можно регулировать и величину разделяющеговоздействия по высоте аппарата,Предлагаемый классификатор изображен на чертеже.В корпусе 1 классификатора расположены пересыпные элементы 2 и распределительные пластины 3, Для загрузки исходногоматериала служит питатель 4, соединяющийся течкой 5 с корпусом 1. Нижний конецкорпуса стыкуется с бункером б крупногопродукта, а верхний посредством трубопровода 7 - с пылеулавливающим устройством8, имеющим бункер 9 мелкого материала,Пылеулавливающее устройство 8 соединено трубопроводом 10 с воздуховодной машиной 11, Для подачи воздушного потока вклассификатор предназначены патрубки 12,расположенные в нижней части аппарата,Расход воздуха регулируется задвижкой 13и расходомером 14. Для изменения ориентации распределительных пластин 3 служитспециальное устройство, содержащее оси15, к которым внутри шахты прикрепленыпластины 3, а снаружи - рычаги 16, Онисвободно вращаются вокруг вместе с пластинами и могут фиксироваться в любом положении,Каскадный классификатор работаетследующим образом, Исходный материалподается питателем 4 по течке 5 в центральную часть корпуса 1 классификатора наодин из пересыпных элементов 2. Ссыпаясьс пересыпных элементов,.материал провеивается восходящим воздушным потоком ирасслаивается на крупный продукт, осажда-ющийся в бункер б, и мелкий, улавливаемыйустройством 8 в бункер 9,Воздушный поток, создаваемый воздуховодной машиной 11, поступает через патрубки 12 и движется вверх по шахте 1классификатора и трубопроводам 7, 10, Настройка на заданный режим разделенияосуществляется поворотом задвижки 13 и по расходомерному устройству 14,Каждая секция классификатора, включающая один пересыпной элемент, образует, как и в прототипе, одиночный каскад разделения, но в предлагаемом устройстве процесс классификации в каскаде происходит несколько иным образом.С помощью рычагов 16 и осей 15 распределительные пластины 3 в верхних секциях ап па рата (расположен н ых выше места ввода исходного материала) устанавливают так, как показано на фиг. 2, - с наклоном верхней части пластины под пересыпную полку 2, При этом поток материала вместе с воздухом направляется также под элементы 2 и, выходя в зазор между пластиной 3 и полкой 2, разделяется на две части. Крупные частицы либо ударяются в нижнюю поверхность пересыпной полки и, теряя скорость, осаждаются вниз, вдоль стенки шахты, либо вылетают из-под нее, как наиболее инерционные, движутся вниз, продуваясь "чистой" частью воздушного потока, и освобождаются от "случайных" мелких зерен. Менее инерционные мелкие фракции поворачивают вместе с воздушным потоком и выносятся в вышерасположенные секции аппарата, снова попадают в подполочное пространство и перечищаются от крупных частиц аналогичным образом. Особенностью работы верхних секций аппарата по сравнению с прототипом является то, что не происходит постоянного смешивания уже отделенного крупного продукта, скатывающегося с пере- сыпной полки, с еще не разделившимся материалом, так как потоки крупных и неразделившихся частиц движутся по разные стороны распреде ительных пластин, Это способствует достижению более высокой эффективности сепарации.В нижних секциях классификатора пластины 3 наклонены по сравнению с верхними секциями в противоположную сторону. Врезультате большая часть воздушного потока направляется в канал, образуемый пластиной и расположенной под ней полкой.5 Материал в нижних секциях движется преимущественно вниз, пересыпаясь по полкам, и периодически пересекает воздушныйпоток, При этом мелкие частицы, случайнопопавшие в нижние секции, подхватывают 10 ся воздухом и выносятся вверх, а крупныечастицы за счет своей большой массы осаждаются вниз,Силовое воздействие потока на частицыматериала в предлагаемом аппарате выше,15 чем в прототипе, причем направление дополнительных сил (в верхних секциях -вниз, а в нижних - вверх) способствует увеличению числа ступеней разделения и повышению эффективности сепарации.20 Лабораторные испытания предлагаемого классификатора при разделении литейных песков показали, что острота сепарацииу него по сравнению с прототипом на б - 9 выше,25 Формула изобретенияКаскадный классификатор, включающий сепарационную шахту с пересыпнымиполками, установленными на ее боковыхстенках наклонно в шахматном порядке, за 30 грузочное приспособление, расположенноев средней части сепарационной шахты, патрубок для подачи воздушного потока, установленный в нижней части шахты иразгрузочные приспособления крупной и35 мелкой фракций, расположенные соответственно в нижней и верхней частях шахты, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества разделения, он снабжен распределительными элементами, каждый из40 которых расположен между смежными пересыпными полками и выполнен в виде поворотной пластины с горизонтальной осьюв ее средней части,1731294Составитель С.Шестакова Редактор Б,федотов Техред М,Моргентал Корректор М.Пожо каз 1531 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101
СмотретьЗаявка
4829951, 17.04.1990
УРАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. С. М. КИРОВА
БАРСКИЙ МИХАИЛ ДЕМЬЯНОВИЧ, ПОНОМАРЕВ ВЛАДИМИР БОРИСОВИЧ, КАТАЕВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ, РЕВА РОМАН ГЕННАДЬЕВИЧ, КАЛУГАРУ ГЕОРГИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: B07B 4/02
Метки: каскадный, классификатор
Опубликовано: 07.05.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1731294-kaskadnyjj-klassifikator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Каскадный классификатор</a>