Способ разделения сыпучих материалов по крупности частиц

(505 В 07 В 13/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ(71) Камский политехнический институт (72) М.С. Исламов(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 188783, кл. В 07 В 13/02, 1965,2. Авторское свидетельство СССР М 1632520, кл. В 07 В 13/02, 1988.(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ПО КРУПНОСТИ ЧАСТИЦ (57) Использование: горнорудная, химическая, строительная промышленность и сельское хозяйство, Сущность изобретения: Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов по крупности частиц и может применяться в горнорудной, химической, строительной промышленности и в сельском хозяйстве.Известен способ разделения зерновой смеси на фракции во вращающемся барабане с ячейками на внутренней поверхности, осуществляемый на сепараторе, содержащем приводной ячеистый барабан, загрузочный и разгрузочный желоба (1.Известен способ сепарации сыпучих материалов, заключающийся в подаче смеси в полость вращающегося барабана и удалении из него фракций смеси из мест их концентрации при пересыпании, при котором барабану сообщают вращение вокруг горизонтальной оси со скоростью, обеспечивающей движение материала в режиме переката или водопадном режиме (2),пв.ьЫпо 1 773504 А 1 исходную смесь подают в полость барабана, скорость вращения которого рассчитывают из соотношения ю= ( ц ( 1 - 1/) (1 д)1 /Й) рад/с, где К - радиусбарабана,м; ф- степень заполнения барабана; д - объемное долевое содержание частиц максимальной крупности в сыпучем материале;9 - ускорение свободного падения. м/с .2 Вывод выделенных фракций осуществляют из мест их концентрации при пересыпании по внутренней поверхности барабана. 3 ил. Недостатком известного способа является относительно большая мощность привода, обусловленная необходимостью непрерывного подъема больших масс материала на значительную высоту при враще нии барабана вокруг горизонтальной оси, 4 разгона этих масс после остановки при пе- Д ресыпании и сообщениям им скорости, рав- (Л ной окружной скорости барабана. Кроме того, в силу воздействия случайных факто- р ров при пересыпании материала, более крупная фракция, отбираемая из аппарата, особенно фракция максимальной крупноюе Ъ сти; может быть в некоторой мере засорена более мелкой фракцией, что несколько снижает качество выделения частиц максимальной крупности.Целью изобретения является снижение расхода энергии на сепарацию и повышение качества разделения при выделении частиц максимальной крупности.Согласно изобретению цель достигается тем, что по способу разделения сыпучих материалов по крупности частиц, включающему подачу исходной смеси в полость барабана, вращающегося с предварительно 5 рассчитанной угловой скоростью, разделение смеси по крупности и вывод выделенных фракций, угловую скорость вращения барабана рассчитывают из соотношения где В - радиус барабана, м;д - объемное долевое содержание час тиц максимальной крупности в сыпучем материале;р - ускорение свободного падения, м/с;ф- степень заполнения барабана. 20 На фиг. 1 изображен продольный разрез сепаратора; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема для расчета скорости вращения барабана.На фиг. 3 В - радиус барабана; го и г - 25 соответственно радиус свободной поверхности смеси при ее равномерном распределении по поверхности барабана и радиус поверхности, разграничивающей крупную и мелкую фракции смеси. 30Степень заполнения фопределяется как отношение площадей поперечных сечений материала и барабана: Долевое содержание крупной фракциид определяется как отношение площадей 40колец с радиусами го, г и го, В: д:, -. (3)го)Из выражений (1) и (2) определяется радиус г, Угловая скорость в, необходимая для того, чтобы слой материала с минимальным радиусом перемещался совместнос барабаном как одно целое, определяется иэ выражения из которого после преобразований с учетомформул (2) и (3) получают формулу (1),Перечисленные фигуры представляютсобой схематическое изображение устройства для сепарации сыпучих материалов по авт,св. СССР В 1458031, используемого для осуществления предложенного способа разделения сыпучих материалов по крупности частиц.Устройство (сепаратор) состоит из приводного барабана 1, неподвижного диска 2, жестко скрепленного с загрузочным лотком 3 и установленного в полости барабана с зазором а в нижней части диска 4, имеющего эксцентрично расположенное отверстие 5 и установленного с воэможностью поворота в торцовой части барабана. В отверстии 5 с возможностью поворота установлен второй диск 6 с эксцентричным отверстием 7, в котором с воэможностью вращения и поступательного осевого перемещения установлено разгрузочное приспособление 8 в виде полого цилиндра со спиралью 9, жестко скрепленной со стенками цилиндра, Устройство оснащено желобами 10 и 11 под приспособлениями 8 и 12 для передачи мелкой 13 и крупной 14 фракций в технологический поток. Для осуществления поворота диска 4 предусмотрена червячная передача (червяк 15 и червячный венец 16). Барабан 1 посредством бандажа 17 установлен на опорных роликах 18. Для фиксации диска 6 в нужном положении относительно диска 4 предусмотрены зажимные винты 19. На патрубке 20 диска 6 смонтирован пневмо- или гидроцилиндр 21, шток 22 которого шарнирно соединен с кольцом 23, установленным в кольцевом пазу 24 на поверхности цилиндра 8. На площадке 25 кольца 23 смонтирован привод 26 для приведения во вращение цилиндра 8 посредством зубчатых (или фрикционных) колес 27 и 28, одно из которых установлено на валу привода 26, а другое - на разгрузочном цилиндре 8. В зазоре а монтируется с возможностью регулирования положения скребок 29.Устройство работает и способ осуществляется следующим образом.Барабану 1 сообщают вращение и по загрузочному лотку 3 непрерывно подают сыпучий материал на сепарацию, Скорость в вращения барабана назначают, определив ее для заданной степени заполнения барабана упри известном радиусе барабана В и долевом обьемном содержании д крупной фракции иэ соотношения и = 1-р(1 -д)1 /д ддд/,Экспериментально установлено, что при скорости вращения, соответствующей соотношению(1), мелкие фракции 13 совер 1773504шают круговое движение совместно с барабаном 1, не пересыпаясь (т.е, движутся в режиме махового колеса), а частицы крупной фракции 14 выделяются из смеси, концентрируются и перекатываются над свободной поверхностью кругового кольца, образованного движущейся совместно с барабаном 1 мелкой фракцией 13, Перемещениями (поворотами) дисков 4 и 6 устанавливают ось разгрузочного приспособления по центру концентрации крупной фракции 14, включают привод 26 для приведения во вращение цилиндра 8 и приводят в периодическое возвратно-поступательное движение поршень цилиндра 21, за счет чего периодически вводится в полость барабана 1 и выводится из нее разгрузочное приспособление 8, при этом благодаря спирали 9 крупная фракция 14 извлекается из полости барабана 1 и перегружается в лоток 10, Мелкая фракция 13 при вращении барабана срезается скребком 29 и выпадает в лОтОк 11.Так как при соблюдении (1) материал мелкой фракции 13 равномерно распределяется по поверхности барабана 1 в виде кругового кольца (см. фиг. 2 и 3), то центр масс мелкой фракции 13 при осуществлении процесса постоянно находится на оси вращения барабана 1, и, следовательно, не происходит подьема материала мелкой фракции и не затрачивается энергия на его подъем. Благодаря этому решается задача снижения расхода энергии, поставленная в цели изобретения. Достижение другой цели - повышение качества выделения частиц максимальной крупности - обеспечивается благодаря тому, что, как установлено экспериментально, в материале, концентрирующемся над свободной поверхностью кругового кольца мелкой фракции 13, присутствуют только частицы крупной фракции, частиц мелкой фракции там нет.П р и м е р, Сыпучая смесь - песок крупностью 0,0,5 мм, объемная доля 0,7, алюминиевая дробь крупностью 4 мм, обьемнаядоля д=0,3, Радиусбарабана К=0,15 мм, Степень заполнения барабана ф= 0,1.Определяли угловую скорость барабанав из соотношения (1); 5 в=(9,81 1 - 0,1(1 - 0,3) )/0.15 ) Устанавливали скорость вращения ба рабана в = 8,24 рад/с и производили сепарацию смеси согласно описанному выше,Мощность (при ширине барабана 50 мм- экспериментальная установка) на вращение барабана снизилась со 100 Вт (извест ный способ) до 30 Вт (предложенныйспособ), т,е. снижение расхода энергии составило(100 - 30): 100 = 0,7 = 70;4, Песок в выделенной алюминиевой дроби обнаружен не был.20 Внедрение изобретения расширяет ассортимент технических средств, применяемых для сепарации сыпучих материалов, и позволяет снизить энергетические затраты. 25 Формула изобретения 40 а = д 1 - (1 - д)1 /й , рад/с,где В - радиус барабана, м;ф - степень заполнения барабана; д - объемное содержание частиц максимальной крупности в сыпучем материале;р - ускорение свободного падения, м/с . Способ разделения сыпучих материалов по крупности частиц, включающий подачу исходной смеси в полость барабана, 30 вращающегося с предварительно рассчитанной угловой скоростью, разделение смеси по крупности и вывод выделенных фракций, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью снижения расхода энергии на сепа рацию и повышения качества разделенияпри выделении частиц максимальной крупности, угловую скорость вращения барабана а рассчитывают из соотношения1773504 Составитель М.ИсламовТехред М,Моргентал Корректор О,Юрковецкая Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3886 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5