Центробежный классификатор

(51) ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗС)БРЕТЕ НИ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ическии инст А.Б.Лошлага тво ССС 8, 1980. тво ССС 08, 1984 КЛАССИ Ф делени иалов наКАТОРтвердыхва и бовт.св. СССР М. атичеих маежных я твер- рупнокта по до 100 тов данного тиющегося ротора де пространства ционными кана- а происходит в воздействия на центробежныхродинамическоза. ся для сыпуой, медругих ехнолоучение ан ного Недостат низкая эффек ходит это изсмотренных возможности териала попа бок выхода к центробежно продукт буде ок аппаратов данного тивность разделения, за того, что конструкци аппаратов не искл для классифицированн сть непосредственно.в рупного продукта мину й сепарации, а значит кр т содержать мелкие фр ипа - роися расючает ого ма- патруя зону упный в страиболее азделе- центро- ежный ии,(21) 4785434/03 (011355)(57) Использование: рапорошкообразных матер Изобретение относится к пневмской классификации различных сыпучтериалов в поле действия центробсил и предназначено для разделенидых порошкообразных материалов кстью до 1 мм на два и более продуграничному зерну в диапазоне от 0мкм,Аппарат может применятьфракционирования и обогащениячих материалов в горной, химическталлургической, строительной иотраслях промышленности, где в тгических процессах необходимо полтонких и сверхтонких порошков задгранулометрического состав.Исследования проводимые у насне и за рубежом, показали что наэффективны классификаторы для рния тонких и сверхтонких порошковбежного типа, например центроб лее продукта по граничному зерну в диапазоне от 0 до 100 мкм, Сущность изобретения: классификатор содержит корпус с перегородками, ротор с сепарационными каналами с пересыпными элементами, сепарационные каналы сообщены с полым валом, внутри которого установлена с возможностью горизонтального перемещения перегородка, образующая изолированные секции. Торцы полого вала сообщены с отводящими патрубками. В верхней части корпуса установлены патрубки для подачи исходного материала и воздуха, а в нижней - патрубок для отвода крупной фракции.2 ил,воздушный классификатор, 540683, кл. В 07 В 7/08,Общим для всех аппара па является наличие враща с внутренней полостью в ви между дисками или сепара лами. Разделение материал этой полости в результате материал с одной стороны сил, а с другой стороны - аэ го сопротивления потока гачто приводит к снижению эффективности разделения,С другой стороны, на качество мелкого продукта, получаемого в центробежном классификаторе, влияет способ придания вращательного движения пылегазовому потоку,В большинстве аппаратов рассматриваемого типа пыле-газовый поток получает вращательное движение за счет трения о стенки вращающихся дисков. При таком воздействии на классифицируемый материал отдельные крупные частицы могут попасть в мелкий продукт, не совершив вращательного движения и испытав воздействие центробежных сил. С другой стороны, чем ближе окружная скорость частицы в корпусе классификатора к скорости ротора, тем труднее ей попасть во внутреннее пространство ротора, так как радиальная составляющая скорости пыле-газового потока в корпусе классификатора значительно меньше скорости потока в роторе. Отсюда следует, что если окружная скорость пыле- газового потока в корпусе высока, крупный продукт содержит большое количество мелких частиц, а при малой окружной скорости потока часть крупного продукта имеет возможность пройти пространство между дисками, не совершив вращательного движения и не испытав воздействия центробежных сил, и загрязнить мелкий продукт, что также приводит к снижению эффективности разделения.Наиболее близок к предлагаемому центробежный классификатор по авт.св, М 1214249, кл. В 07 В 7/08.Прототип состоит из цилиндрического корпуса с тангенциальными патрубками для подачи исходного материала и воздуха. Корпус классификатора разделен на камеры дисковыми перегородками. В корпусе классификатора на пустотелом валу смонтирован ротор в виде крыльчатки с радиальными лопастями, каждая из которых представляет собой сепарационный канал с пересыпными полками.В месте соединения корпуса с перегородкой в перегородках сделаны перепускные окна с заслонкой для регулирования скорости прохождения материала из камеры в камеру. Окно последней камеры сообщается патрубком с бункером крупного материала. На внутренней поверхности корпуса на равном расстоянии друг от друга установлены турбулизаторы. Перемещение пыле-газовой смеси и отсос мелкого продукта обеспечиваются отсасывающим устройством, сообщенным через патрубок с внутренней полостью пустотелого вала, Вал ротора приводится во вращение черезшкив.В прототипе используется каскадныйпринцип разделения, который позволяет5 повысить извлечение годного продукта, атакже эффективность разделения по сравнению с аналогами.Однако в известном устройстве группысепарационных каналов расположены10 вдоль полого вала на различных расстояниях от выпускного отверстия. Следовательно,расход, а значит и скорость воздуха в сепарационных каналах соседних камер неодинаковы, что приводит к размыванию общей15 границы разделения. Такое явление крайненежелательно в процессе сепарации, таккак снижает его остроту.В шахтных каскадных классификаторах,работающих по принципу противотока,20 часть крупных зерен увлекается в мелкийпродукт, так как процесс носит стохастический, случайный характер. Это служит труднопреодолимым барьером для дальнейшегоповышения эффективности разделения. В25 сепарационных каналах центробежногоклассификатора процесс организован аналогичным образом, следовательно, недостатки противоточного режимапроявляются и здесь, В промышленности30 часто ставятся задачи разделения исходного продукта на три класса крупности. Используя центробежный классификаторданной конструкции, такую задачу можнорешить, пропуская материал через аппарат35 более одного раза. Это снижает производительность как минимум в полтора раза.Анализ вышеизложенных недостатковпоказал, что аппарат дает невысокую эффективность при разделении тонкодисперс 40 ных материалов, а также не способенфракционировать материал на три классакрупности за один проход,Цель изобретения - повышение качества классификации за счет двухступенчатой45 перечистки.Поставленная задача достигается тем,что центробежный классификатор, включающий корпус с перегородками, расположенный в корпусе ротор с радиальными50 сепарационными каналами, имеющими пересыпные элементы, сообщенными с полымвалом, один торец которого выполнен с отводящим патрубком, патрубки для подачи. воздуха и сыпучего материала, расположен 55 ные в верхней части корпуса, патрубки дляотвода мелкой и крупной фракций, снабженперегородкой, установленной внутри полого вала с возможностью горизонтальногоперемещения с образованием изолированных секций, и дополнительным отводящим45 очень чистым 50 патрубком, с которым сообщен другой торец полого вала.Конструкция предлагаемого классификатора приведена на чертеже.Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1 с тангенциальными патрубками 2 для подачи воздуха и материала.Корпус разделен на камеры 3 дисковыми перегородками 4, в перегородках имеются отверстия 11 с заслонкой для регулирования скорости прохождения материала из камеры в камеру. Отверстие 11 последней камеры соединяется патрубком 12 с бункером 13 крупного материала. На внутренней поверхности корпуса на равном расстоянии друг от друга установлены турбулизаторы 14, Циклон 15 выделяет частицы материала, прошедшие предварительную ступень перечистки, из пылегазовой смеси. Эти частицы осаждаются в бункере 16, Перемещение пылегазовой смеси и отсос мелкого продукта обеспечиваются отслаивающим устройством, в частности для этой цели может быть использован водокольцевой вакуум-насос или вентилятор высокого давления. Вал ротора приводится во вращение через шкив 17. Отсасывающее устройство и циклон с бункером для чистого мелкого продукта, а также трубопроводы, соединяющие их с выпускными отверстиями секций 7 и 8, на чертеже не показаны.Разделение материала в центробежном классификаторе происходит под воздействием центробежной силы, зависящей от скорости вращения материала и аэродинамического сопротивления среды (газа), пропорционального скорости ее движения. В данной конструкции все шахты вращаются с одинаковой угловой скоростью, потому что они жестко посажены на один вал. Вследствие этого центробежное воздействие на частицы материала во всех камерах одинаково.Скорость воздуха в сепарационных каналах, сообщенных с секцией 7 и секцией 8 пустотелого вала 5, может быть разной. Это дает возможность фракционировать материал по разным границам крупности.Например, в каналах ,иможно задать скорость воздуха, необходимую для разделения по границе 10 мкм, а в каналах И, Ч, И - по границе 40 - 50 мкм, или наоборот, в зависимости от поставленной задачи. Перегородку 6 можно перемещать по внутренней полости вала 5, что 5 ы оптимально группировать сепарационные каналы в соответствии с условиями задачи,Центробежный классификатор работает следующим образом. 5 10 15 20 25 30 35 40 При помощи электродвигателя через шкив 17 задается необходимая скорость вращения вала 5. Отсасывающим устройством сквозь соответствующие секции 7 и 8 пустотелого вала 5 в сепарационных каналах 9 создается движение воздуха. Причем в первом, втором и третьем каналах 9 задается скорость воздуха необходимая для разделения материала по требуемой границе. В четвертом, пятом и шестом каналах 9 скорость несколько выше, Исходный материал вместе с газовым потоком поступает в корпус 1 через четвертый патрубок 2 в четвертую камеру 3 классификатора, где он вовлекается во вращательное движение. Турбулиэаторы 14 отводят вращающийся материал от стенок корпуса и диспергируют его частицы. Мелкие зерна материала увлекаются воздушным потоком в сепарационные каналы 9 и сквозь секцию 7 поступают в циклон 15. Там частицы материала выделяются из двухфазной смеси и осаждаются в бункер 16. Крупные частицы материала, случайно захваченные воздушным потоком, не могут преодолеть действия центробежных сил и отбрасываются из сепарационных каналов 9 в корпус классификатора.Вращаясь, материал проходит сквозь отверстия 11 в перегородках 4 и поступает в пятую, а затем в шестую камеры 3, где он также подвергается перечистке. Затем через отверстие последней, шестой, камеры 3 материала, из которого выделена мелкая фракция, по патрубку 12 ссыпается в бункер 13.На этом первая (предварительная) ступень фракционирования заканчивается,Если рассматривать результаты сепарации в первой ступени относительно требуемой границы, то получается, что мелкая фракция, осажденная в бункере 16, содержит приграничные классы крупного материала. За счет этого крупный продукт, содержащийся в бункере 13, получается Затем мелкий продукт, содержащий крупные частицы, извлекается из бункера 16 и вместе с воздухом поступает в 1 тангенциальный патрубок 2. Через патрубок 2 пыле-газо-воздушная смесь подается в первую камеру 3 классификатора, где материал вовлекается во вращательное движение. Скорость воздуха в сепарационных каналах ,иобусловлена требуемой границей разделения. Организация процесса в этой части аппарата аналогична вышеизложенной, Мелкие частицы затягиваются воздушным потоком в сепарационные каналы 9, затем поступают в секцию 8 пустотелого вала 5 и через воздуховоды выносятся в циклон. Материал, вращаясь, проходит сквозь окна 11 в перегородках 4 во вторую, а затем и третью камеры 4, где он также подвергается перечистке, Затем обеспыленный материал сквозь окно 11 поступает в четвертую камеру 3, где и смешивается с исходным продуктом. Таким образом, некоторая часть приграничных крупных классов материала зациклена, но это не означает, что в цикле участвуют одни и те же частицы. Количество крупного продукта, получаемого во второй ступени перечистки, зависит от разности границ в первой и второй ступенях сепарации и как правило невелико, Разность границ подбирают для каждого конкретного материала опытным путем в зависимости от размера, плотности и формы его частиц.Предлагаемый аппарат можно использовать также при трехпродуктовом разделении. Иными словами, процесс можно организовать так, что за один проход материал разделяется на три класса крупности. В этом режиме классификатор работает следующим образом (рис,2).Исходный материал вместе с воздухом подается в первую камеру 3, задается необходимое число оборотов ротора, воздух отсасывается через секции 7 и 8 пустотелого вала 5. Причем скорость воздуха в каналах 9, сообщенных с секцией 8, ниже, чем в каналах 9, сообщенных с секцией 7. В первом случае из исходного продукта нужно выделить мелкие классы, во втором - средние. Этим и обусловливается разница скоростей.Попав в первую камеру 3, исходный материал вовлекается во вращательное движение, расслаивается и диспергируется, Мелкий продукт сквозь радиальные каналы 9 и секцию 8 пустотелого вала 5 поступает в пылесборник, Исходный материал через отверстия 11 поступает во вторую, а затем в третью камеры, где из него также извлекаются мелкие частицы, Затем обеспыленный материал сквозь отверстия 11 поступает в четвертую камеру 3, где из него начинает извлекаться средний продукт, Частицы среднего класса крупности увлекаются воздушным потоком в каналы 9, откуда они поступают в секцию 7 пустотелого вала 5 и в итоге осаждаются в пылесборнике. Обеспыленный материал проходит сквозь отверстия 11 в пятую и шестую камеры 3, где из него также извлекаются частицы средних классов крупности. Крупный материал че 40 женные в верхней части корпуса, патрубки для отвода мелкой и крупной фракций, о тличающийся тем,что,сцельюповышения качества классификации, он снабжен 50 перегородкой, установленной внутри полого вала с возможностью горизонтального перемещения с образованием изолированных секций, и дополнительным отводящим . патрубком, с которым сообщен другой то рец полого вала. 5 10 15 20 25 30 35 рез последние отверстия 11 по патрубку 12стекается в бункер 13. При этом эффективность фракционирования практически не хуже, чем у прототипа работающего в режиме двухпродуктового разделения.Таким образом, в данной конструкции: 1), За счет двухступенчатой перечистки материала удается снизить количество крупных частиц, попавших в мелких бункер.2). За счет сокращения численности шахт, сообщенных соответственно с секциями 7 и 8, удается локализовать суммарную "размытость" границ.3). За счет автономного отбора пылевоздушной смеси из секций 7 и 8 пустотелого вала 5 аппарат способен делить материал на три класса крупности за один проход, Производительность при этом не ниже, чем у прототипа, работающего в режиме двухпродуктового разделения.Вышеуказанные факторы позволяют ликвидировать недостатки, присущие аналогам и прототипу, и тем самым повысить эффективность разделения, а также добиться возможности фракционировать тонкодисперсный материал на три класса крупности за один проход.Данные лабораторных испытаний подтвердили, что описанный аппарат по сравнению с базовым объектом, которым является прототип (авт,св. М. 1214249), использующийся на НПО "Кристалл" для сепарации оксида хрома, позволяет повысить эффективность разделения на 5 - 8 ,. Формула изобретения Центробежный классификатор, включающий корпус с перегородками, расположенный в корпусе ротор с радиальными сепарационными каналами, имеющими пересыпные элементы и сообщенными с полым валом, один торец которого выполнен с отводящим патрубком, патрубки для подвода воздуха и сыпучего материала, располоСоставитель С. Шестаковаедактор Б, Федотов Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцов ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Производствен каз 1532 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5