Способ разделения сыпучих материалов

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3/10 5 Н 5 В 07 Я ыпучих орной, ленно- материа счет ыброса ющего ГосудАРственный комитЕтПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Кольский филиал Института "Механобр(56) Авторское свидетельство СССРМ 258181, кл. В 07 В 13/10, 1968,Авторское свидетельство СССРМ 1629114, кл, В 07 В 13/11, 1988,(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Использование: разделение сматериалов для классификации их в г. химической и абразивной промышсти. Сущность: разделение сыпучихалов по фракциям осуществляют зсамопроизвольного порывистого вминеральных частиц их разбрасыва Изобретение относится к разделениюсыпучих материалов и может быть использовано для классификации их в горной, химической и абразивной промышленности,Известен способ разделения сыпучихматериалов по фракциям методом прерывистого метания смеси частиц.Недостатком данного способа являетсянизкая эффективность классификации вследствие неравномерности подачи материала в метатель. Кроме того, даже при прерывистом метании полностью не устраняется эффект образования струи ма. териала.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ разделения сыпучих материалов по фракциям .методом непрерывного метания смеси миоргана, выполненного в виде параболической чаши, Угол между горизонтальной плоскостью и касательной, проведенной к поверхности параболической чаши через верхнюю ее кромку, определяют из выражения в зависимости от размеров чаши, скорость ее вращения и параметров исходного материала по определенному математическому выражению, Исходный материал непрерывно подается во вращающуюся параболическую чашу, где он накапливается и периодически выбрасывается из нее. Частицы различного размера имеют различную дальность полета.Их собирают в различные приемники., Каждую порцию выброшенного материала подвергают воздействию отраженного потока крупных частиц, 1 ил., 1 табл. неральных частиц из разбрасывающего органа, выполненного в виде параболической чаши, в которой процесс разделения дополнительно интенсифицируется явлением расслоения,Недостатком способа является низкая эффективность классификации вследствие ф взаимозасорения разделяемых фракций. О При непрерывном выбросе материала обра- ф эуется устойчивый поток минеральных частиц, в результате чего возникает кильватерное движение воздуха. Это снижает сопротивление движению минеральных частиц в потоке и ухудшает условия . разделения, То есть возникает так называемый "эффект сопровождения", когда за относительно большим по размеру мИнеральным зерном движется в кильватере более мелкое,ность минеральной частицы, тем больше запас кинетической энергии, приобретаемый в момент отрыва, и тем большее расстояние она преодолевает от окружности чаши, Та-5 ким образом, по направлению перемещения потока минеральных частиц будет наблюдаться изменение гранулометрического состава от меньшего к более крупному зерну.10 Наиболее крупные частицы, встречаясьс преградой П, создают отраженный поток и соударяются с относительно более мелки ми частицами, летящими в основном потокепоследующего выброса, В области соударе ния частиц образуются вихревые зоны воздушных потоков, Создаваемые потоки препятствуют проникновению во фракцию крупных частиц мелких, летящих в кильваторе за крупными,20 Равновесие сил, действующих на частицу, находящуюся на внутренней поверхности параболической чаши, достигается при гвс+ а, = его А 2 + вт )(оз а - касательная сежной силы,г смс 2 с 2 кас Яр щая центро кас : Гце ставляюг35 Г,ляюща сательная см,1таваагсз 1 в силы тяж 2(А +в )при условии, что суммарное ускорение потока, на внутренней поверхности параболи ческой чаши равно нулю, частицы, достигнув вврхнвй кромки чаши, "зависают. Поступающий сыпучий материал начинает накапливаться в чаше, распределяясь по поверхности параболоида вращения с 45 повышением слоя материала с 6 о до 6 о. Накопление продолжается до тех пор, пока на искусственно созданной постели не сформируется новый параболоид вращения с радиусом г и углом метания а, при котором 50 суммарное ускорение потока станет больше нуля, При этом происходит мгновенный самопроизвольный выброс материала, после чего процесс накопления и выброса многократно повторяется. Вылетевшие частицы 55 продолжают свободйый полет. Траектории движейия и конечные скорости свободного падения частиц, отличающихся друг от друга крупностью, различнь, Чем больше крупс- димическая сила см ок ы,г; и рад/с: й смЦелью изобретения является повышение эффективности разделения за счет периодического накопления материала в чаше для самопроизвольного выброса. и взаимодействия выброшенного и отраженного потоков минеральных частиц.Цель достигается тем, что угол между горизонтальной плоскостью и касательной, проведенной к поверхности параболической чаши через верхнюю ее кромку. определяют из выражения,при этом каждую порцию выброшенного материала подвергают воздействию отраженного потока крупных частиц,На черте)ке изображена принципиальная схема разделения.Сыпучий материал непрерывно подается в центр разбрасывающего органа,выпол. ненного в виде параболической чаши высотой Н с радиусом й. При в 3 Ищений ча-.ши с угловой скоростью в сыпучий матерй ал под действием касательной составляющей центробежной сйлы перемещается по поверхности параболоида вращения вверх, к большему основанию чаши.При этом происходит расслоение материала. В связи с тем, что угол метания а, больше угла между горизонтальной плоскостью и касательной, проведенной к поверхности параболической чаши через верхнюю ее кромку ао, который определен из выраже- ния с 2(асср - усредненный диаметр минералной частицы, см;гп - масса минеральной частицра - плотность воздуха, г/см ;- ускорение свободного паденсм/с;1 - коэффициент трения, безразмернавеличина;ф - коэффициент сопротивления, беразмерная величина;в - угловая скорость вращения чаш радиус вращения поверхностиа - текущий угол между горизонтальной плоскостью и касательной проведенной к поверхности параболической чаши, градЧ=0в .осевая скорость восходялВщего потока на внутренней поверхности параболической чаши, см/с; (6)0 - расход потока или производитель 3/Разделив обе части уравнения (1) намассу:з щ = - .рт,6 где рт - плотность минеральной частицы, г/см и проводя некоторые преобразовазния, получима = (аР В - д ) соз а -- ( т жг В + 9 ) зп а + = , (8)ж асср/этгде а - суммарное ускорение потокана внтутреннгей поверхности параболической чаши, см/с,Условие зависания, исходя из выражения (1), обуславливается текущим углом а, при котором суммарное ускорение потока а=О, а условие метания обеспечивает при а 0.Решив уравнение (8) при условии, чтоа=О получимл, исят(9) гВС 40 С - 4 А +ВтДСт д 2 г(А +В) где А-аР В 1-19 В 1 йР В+9С - 6 йЪЧ йр дсррт П р и м е р. Разделению подвергался кварцевый материал крупностью -0,60+ 0,00 мм,При этом 0= 14 кг/ч=0,156 смЗ/с;- 0,25 Р= 2,5 г/смз; Рв= 1,226 10 з г/смз; Ф0,275,Подставив в выражение (9) указанныезначения, определили, что искомый угол составляет 73,9,Углу ав=73,9 и радиусу В=6,93 см соответствует высота К=12 см параболы у х,хгусл.ед. или у=, см, и у дг ао, см, где. у-Н,см;х=В,см. Кварцевый материал крупностью-0,60+ 0,00 мм и плотностью 2,5 г/см непрерывно подавался в центр разбрасывающего органа, выполненного в виде параболиче ской чаши высотой, Н=. 12 см с радиусомВ=бв 93 см и углом между горизонтальной: плоскостью и касательной; проведенной кповерхности чатшйчеряез верхне ее кромку . " :а=73,9. При вращении чаши с угловой ско ростью а,84 рад/с кварц под действием касательной " составляющей центробежной силы перемещался по поверхности параболоида вращения вверх к большему основанию чаш 14; Достигнув верхней 15 кромки чаши, т,е, высоты Н=12 см, материалзависал, образуя кратковременно угол ме тания а 1, больший а=73,9 и начинает накапливаться, распрерделяясьс гго.поверхности параболоида вращения, На 20 копление продолжалось до тех пор, пока наисскуственно созданной постели не сфорамировался новый параболоид вращения суглей"метмаыййяа, 1 мейьтйе 73,9 О, например,а 2=72,45. При этом радиус г создавшегося2 О ларабопоида вращения стал равным 63,2см, слой материала пв над центром чашиповысился на 2,0 см. ускорение потока а,согласно вращению (8) достигло величиныг1938 см/с и произошел мгновенный самопроизвольный выброс материала, После чего процесс накоплтения и выбросамногократно повторялся,Предложенный и известный способыреализованй на известномс устройстве дляразделения сыпучих материалов,В известном способе выброс материалаосуществляется непрерывно, так какас=67,8, при котором а=8385 см/с и неиспользуется пресградтасАтщ Огражейью пОтока,40 Сравнительные испытания по клас 1:сификации кварца проведены на материале крупностью -0 60 О.ОО мм1.Результаты таблицы приведены, исходяиз условия получения кварцввой круп 4 к и (кл асса -0,60+ 0,10 мм), в которой содержание класса менее 0,10 мм не должнопревышать 5,0;,;, " .Таким образом, создание условий самопроизвольного прерывистого метанияматериала, значительно снижающих кильватерное движение воздуха, и вихревых зонв областях соударения частиц, препятству 1ющих проникновению мелких частиц вофракцию для крупных, приводит к повыше 5" нию эффективности разделения,Формул а из о бр е те н и я Способ разделения сыпучих материалов, включающий непрерывную подачу маЗначение показателей Известный способ Предлагаемый способ74,8 58,1 в исход 75,6 56,6 во фрак 95,6 93,1 фракци 69,7 74,3 классу,64,1 4,5 .6-.11 53,76,96-11 в исход 24,4 43,4,25,2 41,9 во фрак 53,9 47,2 во Фрак 83,9 89,6 классу 53,6 52,8 1-5 63,8 46,1 1-5 териала в разбрасывающий орган, выполненный в виде вращающейся параболической аши, выброс материала из чаши, вывод разделенных фракций, о т. л и ч а ющ и, й с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет периодического накопления матерйала в чаше для самопроизвольного выброса, угол между горизонтальной плоскостью и касательной, проведенной к поверхности параболической чаши через верхнюю ее кромку, определяют из выражения ао - угол между горизонтальной плоскостью и касательной, проведенной к поверхНаименование .показателей Производительность, кг/чЧастота вращения, об(минУгол метания, градВысота чаши, ммДиаметр чаши, ммСодержание класса -0,60+ 0,10 ммном материале,Выход Фракций, 7 ь.Содержание класса -0,60+ 0,10 ммциях, ф,Извлечение класса -0,60+0,10 мм воях, 6Эффективность классификации по,10+ 0,00 ммЗакрупненность, 6Номе э ак ий ности параболической чаши через верхнююее кромку, град.,"в - угловая скорость вращения чаши,рад/с;5 й- радиус вращения поверхности параболической чаши, см;т - коэффициент трения, безразм. велич.;- ускорение свободного падения,10 см/с,ре - плотность воздуха, г/см,э,ф - коэффициент сопротивления, без разм. велич.;Ч- осевая скорость восходящего потока15 на внутренней поверхности параболической чаши, см/с;бср - усредненный диаметр минеральной частицы, см;р - плотность минеральной частицы,20 г(смз при этомэждую порцию выброшенного материала подвергают воздействию отраженного потока крупных частиц,25. 3 Редактор О.Хрипта Максими шин екто Заказ 2847 Тираж: Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 415 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 Оставит ехред М М,Зацепиргентал