ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР Российский патент 1994 года по МПК B07B4/00 B07B7/08 

Изобретение относится к центробежным устройствам для разделения сыпучих материалов на фракции и может быть использовано в химической, горной, строительной и других областях народного хозяйства, где требуется разделение различных сыпучих материалов.

Известен центробежный классификатор [1], включающий цилиндрический корпус, загрузочное приспособление, горизонтально вращающийся распределительный диск, приемники выделенных фракций, выполненные в виде концентрично расположенных кольцевых камер, размещенных коаксиально корпусу.

Однако разделение происходит за счет разной величины трения частиц о поверхность вращающегося диска и при наличии разной шероховатости и влияния других частиц на движение их по диску, так как велико количество частиц в единице объема потока материала на диске, что не позволяет проводить тонкую классификацию и добиться высокой эффективности в работе. Кроме того, питающее устройство расположено не соосно с приемником, что приводит к неравномерной работе его во всем объеме, так как приемник работает только со стороны расположения питающего устройства над вращающимся диском, что также влияет на эффективность работы классификатора.

Наиболее близким к предлагаемому является пневматический сепаратор [2], содержащий вертикальный сепарирующий канал, выполненный винтовым, сообщающийся в верхней части с осадочной камерой, питающее устройство, вентилятор. Причем осадочная камера выполнена из отдельных входящих одна в другую секций, сообщающихся отверстиями в боковых стенках.

Недостатками данной конструкции являются низкая эффективность процесса классификации для различных сыпучих материалов, так как в основном конструкция предназначена для процессов разделения зернового материала, а также сложность выполнения конструкции и большие энергозатраты.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса классификации.

Это достигается тем, что в пневматическом классификаторе, включающем вертикальный цилиндрический корпус, расположенный по оси корпуса входной патpубок, центробежный завихритель, расположенные коакcиально друг другу и входящему патрубку цилиндрические приемники продуктов разделения с наклонными днищами и выходными патрубками, центробежный завихритель выполнен с цилиндрическим корпусом и крышкой и расположен с возможностью вертикального перемещения над верхним торцом входного патрубка на расстоянии от верхних кромок приемников продуктов разделения, определяемом из уравнения
H = a˙10⁴˙D^1,15˙ρ^-1,5 , где Н - расстояние между нижней кромкой корпуса центробежного завихрителя и верхними кромками приемников продуктов, м;
D - диаметр корпуса центробежного завихрителя, м;
а - числовой коэффициент, равный 2,43 кг/м³;
ρ- плотность классифицируемого на фракции материала, кг/м³, при этом корпус классификатора выполнен с крышкой.

Центробежный завихритель выполнен с цилиндрическим корпусом и крышкой, что позволяет создать как вращательное движение внутри корпуса завихрителя, так и обратное движение потока исходной смеси за счет отражения его от крышки корпуса завихрителя и тем самым на выходе из корпуса завихрителя поток твердых частиц направляется в приемники продуктов, а установление крышки на корпусе аппарата способствует созданию движения воздушного потока из корпуса завихрителя вместе с твердыми частицами в приемники продуктов, что в свою очередь способствует улучшению процесса удаления полученных фракций из классификатора.

В предлагаемой конструкции имеется возможность вертикального перемещения центробежного завихрителя над верхним торцом входного патрубка на расстоянии от верхних кромок приемников продуктов разделения, определяемом по предлагаемому уравнению, при котором классификатор работает наиболее эффективно, что в конечном итоге позволяет повысить эффективность всего процесса классификации и расширить диапазон работы классификатора по твердому сыпучему продукту по сравнению с прототипом.

На фиг.1 изображен предлагаемый пневматический классификатор центробежного действия, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - распределение частиц твердого материала по фракциям внутри классификатора.

Пневматический классификатор включает корпус 1 с крышкой 2, расположенный по оси корпуса 1 патрубок 3 для ввода воздушного потока вместе с твердым сыпучим материалом, центробежный завихритель для кругового разбрасывания исходного материала, выполненный с цилиндрическим корпусом 4, крышкой 5, тангенциально расположенными неподвижными лопатками 6, закрепленными на верхнем торце подвижного в вертикальном перемещении направляющего патрубка 7, приемников продуктов в виде набора цилиндров 8,9, расположенный коаксиально друг другу и входному патрубку и размещенных под завихрительным устройством на расстоянии, определяемом по предлагаемому уравнению. Каждый цилиндр в нижней части и корпус классификатора 1 снабжены наклонными днищами 10, 11, 12 и выходными патрубками 13, 14, 15 для удаления продуктов из классификатора вместе с воздушным потоком в продуктосборники. Центробежный завихритель имеет возможность вертикального перемещения внутри классификатора за счет изменения положения подвижного направляющего патрубка 7 при его перемещении (например, телескопически с помощью резьбового соединения и т.д.) вдоль входного патрубка 3, частично размещенного внутри направляющего патрубка 7.

Пневматический классификатор работает следующим образом.

Твердый сыпучий материал, предназначенный для разделения на фракции, вместе с воздушным потоком через входной патрубок 3 поступает в классификатор, проходит направляющий патрубок 7, который заканчивается центробежным завихрителем в виде тангенциально установленных лопаток 6, расположенных внутри цилиндрического корпуса 4. Исходная смесь закручивается в центробежном завихрителе и, отражаясь от крышки завихрителя 5, приобретает обратное направление. Твердые частицы при выходе из корпуса завихрителя отрываются от нижней его кромки и под действием центробежной силы и силы тяжести распределяются внутри корпуса классификатора 1 в зависимости от их размеров: более тяжелые (крупные) скапливаются на периферии, а более легкие (мелкие) - в центре (см.фиг.3). Твердые частицы наиболее грубой фракции попадают в зону между стенками корпуса 1 и цилиндром 8, а затем под действием силы тяжести опускаются по внутренней стенке корпуса 1 на наклонное дно 10 и самотеком, а также за счет воздушного потока, который также увлекает их к выходному патрубку 13, двигаясь в том же направлении, и удаляются из классификатора вместе с воздухом. Твердые частицы средней фракции попадают в зону между стенками цилиндров 8 и 9, а наиболее мелкая фракция - между стенкой цилиндра 9 и стенкой входного патрубка 3 и аналогично грубой фракции опускаются на днище 11 (12) и через выходные патрубки 14, 15 удаляются из классификатора для расфасовки.

Классификация исходного материала на фракции легко регулируется изменением положения корпуса центробежного завихрителя над цилиндрическими приемниками продуктов, т.е. зная заранее плотность исходного сыпучего материала и диаметр корпуса завихрителя, по предлагаемому расчетному уравнению определяется оптимальное расстояние между нижней кромкой корпуса центробежного завихрителя и верхними кромками приемников продуктов разделения и устанавливается до начала процесса классификации.

Использование: при разделении сыпучих материалов в химической, горной, строительной и других отраслях промышленности. Сущность: исходный материал через входной патрубок 3 подается на центробежный завихритель. Разделенный материал выводится через приемники продуктов 7, 8. Расстояние от верхнего торца входного патрубка 3 до нижней кромки завихрителя определяется из приведенного математического выражения. 3 ил.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР, включающий вертикальный цилиндрический корпус, расположенный по оси корпуса входной патрубок, центробежный завихритель, расположенные коаксиально друг другу и входному патрубку цилиндрические приемники продуктов разделения с наклонными днищами и выходными патрубками, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса классификации, центробежный завихритель выполнен с цилиндрическим корпусом и крышкой и расположен с возможностью вертикального перемещения над верхним торцом входного патрубка на расстоянии от верхних кромок приемников продуктов разделения, определяемом из уравнения
H = a˙10⁴˙D^1,15˙ρ^-1,5 ,
где H - расстояние между центробежным завихрителем и верхними кромками приемников продуктов, м;
D - диаметр корпуса центробежного завихрителя, м;
a - числовой коэффициент равный 2,43 кг/м³;
ρ - плотность классифицируемого на фракции материала, кг/м³,
при этом корпус сепаратора выполнен с крышкой.