СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПОРОШКА Российский патент 1995 года по МПК B22F1/00 B03B5/12 

Способ относится к порошковой металлургии, точнее к производству и обработке порошков для термического напыления, и может быть использован в химической промышленности и других отраслях.

Известны различные способы классификации порошков, например, в противотоке классифицирующей жидкости.

Известен способ гидродинамической классификации, в котором порошок вводят в восходящий поток жидкости, при этом усредняют концентрацию порошка и скорость жидкости в потоке по его сечению путем пульсации потока и взмучиванием [2]
Способ-прототип использует процесс седиментации с малой концентрацией порошка, менее 10% по объему, при этом производительность соответственно малой нагрузки сечения потока невелика. Повышение производительности путем повышения концентрации порошка в потоке невозможно без снижения точности классификации. Так как при классификации порошка переменного фракционного состава неизбежно возникают изменения плотности восходящего потока на отдельных его участках, при этом происходит изменение скорости классифицирующей жидкости из-за изменения эффективного сечения потока. Коэффициент разделения в способе-прототипе до 0,9.

Целью изобретения является повышение производительности и точности классификации.

Для достижения указанной цели порошок вводят в жидкость в количестве более 10% по объему, при этом устанавливают в потоке определенное соотношение градиента давления и расхода жидкости.

На чертеже представлен аппарат для классификации:
1 колонна; 2 пульсатор; 3 насадка; 4 дозатор; 5 трубка.

Повышение концентрации порошка в потоке позволяет повысить производительность процесса, так как скорость движения частиц относительно жидкости не зависит от их концентрации, а удельная нагрузка сечения потока увеличивается.

Соотношение градиента давления в восходящем потоке по высоте и расхода жидкости определяет скорость классифицирующей жидкости, а следовательно и уровень границы раздела фракций.

Физические свойства порошка в потоке близки к свойствам жидкости. Поэтому градиент давления потока по его высоте линейно зависит от концентрации порошка.

Величина концентрации порошка в потоке зависит от различных гидродинамических процессов. Например, наблюдается зависание узкой фракции частиц, которые не выносятся потоком на его участках с пониженной концентрацией порошка. Поэтому точность разделения, а именно постоянство уровня границы раздела фракций порошка, обеспечивается поддержанием указанного в предлагаемом способе соотношения.

Таким образом сочетание повышения концентрации порошка и поддержания в нем определенного соотношения градиента давления и расхода жидкости обеспечивает повышение производительности и точности классификации.

П р и м е р. Классификацию порошка вольфрама для термического напыления фракции +40-160 мкм проводили в пульсационном аппарате. В вертикальной цилиндрической колонне 1 устанавливали поток воды с расходом 140 л/ч. Усреднение скорости потока пульсатором 2 по сечению проводили пульсацией потока, причем происходило взмучивание потока направляющими насадками 3. При этом в переднюю часть колонны вводили вольфрамовый порошок фракции 160 мкм со средней скоростью 140 км/ч, причем скорость подачи порошка изменяли дозатором 4, поддерживая одинаковое давление потока (без учета пульсации) на уровне ввода порошка водомерной трубкой 5.

Коэффициент разделения по границе 40 мкм составил более 0,99.

В приведенном примере фиксирование градиента давления по высоте потока в зоне классификации (вблизи места ввода порошка) проводилось поддержанием постоянного давления в потоке, поскольку концентрация порошка в потоке выше зоны классификации, то она самопроизвольно уравнивается с концентрацией в зоне классификации при непрерывном процессе за счет зависания узкой фракции, которая не выносится потоком с меньшей концентрацией.

Повышение классификации порошка в потоке повышает степень очистки поверхности частиц, в частности от ультрамелкодисперсных частиц.

Сущность способа заключается в том, что порошок вводят в жидкость в количестве более 10% по объему, при этом устанавливают в потоке определенное соотношение градиента давления и расхода жидкости. В вертикальной колонне устанавливают поток воды с расходом 140 л/ч. Усреднение скорости потока пульсатором по сечению проводят пульсацией потока. В среднюю часть колонны вводят металлический порошок фракции 160 мкм со средней скоростью 140 км/ч. Скорость подачи порошка изменяют дозатором, поддерживая одинаковое давление потока на уровне ввода порошка водомерной трубкой. Коэффициент разделения по границе 40 мкм составляет более 0,99. 1 ил.

СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПОРОШКА, включающий введение порошка в восходящий поток жидкости и разделение его на фракции седиментацией при наложении пульсаций для усреднения скорости жидкости и плотности взвеси по сечению потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности классификации при концентрации порошка в потоке более 10% по объему, разделение проводят при постоянном давлении потока в зоне классификации.