АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1995 года по МПК B07B4/00 

Изобретение относится к устройствам для обогащения сыпучих материалов и может найти широкое применение в горнодобывающей, угольной, торфяной, химической, металлургической, цементной, стекольной, деревообрабатывающей промышленности, строительстве, энергетике и сельском хозяйстве.

Известны установки для обогащения сыпучих материалов, содержащие каркас, загрузочный и выгрузочный патрубки, конвейеры, разгонную трубу с нагревателями, пневмонагнетатель с калорифером, пылевой вентилятор и аспирационную систему [1] Недостатками указанных установок являются высокая материалоемкость, низкая производительность, недостаточное качество очистки и ограниченность в применении.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка для обогащения сыпучих материалов, включающая загрузочный бункер и динамическую камеру разделения с отбойным виброщитом, пневмонагнетатель с разгонной трубой и пылевым вентилятором [2] Недостатками установки являются низкое качество очистки из-за кратковременности процесса и неудаляемости примесей, высокие энергетические затраты, ограниченность в применении.

Целью изобретения является повышение эффективности и качества.

Достигается это тем, что он снабжен дробилкой и гелиовибросушилкой, при этом гелиовибросушилка связана элеватором с дробилкой и установлена сверху на каркасе пневмонагнетателя и соединена перегрузочным патрубком с аэродинамической трубой, которая выполнена зигзагообразной в вертикальной плоскости и снабжена камерами разделения соединенными между собой по вертикали выгрузочным патрубком, а динамическая камера разделения выполнена из последовательно соединенных биоконических камер, в местах соединения которых установлены жалюзи, а верх соединен воздуховодами с аспирационной системой, причем, перегрузочный и выгрузочный патрубки снабжены барабанами с магнитными системами и схемными ножами, причем гелиовибросушилка снабжена наклонным ситом удаления крупных фракций, расположенным в перпендикулярном направлении и воздуховодом с отсосами, причем ее теплонагреватели с отражателями выполнены с переменной мощностью, а часть зигзагообразной аэродинамической трубы введенная в динамическую камеру разделения выполнена перфорированной и снабжена соплом с плавным уменьшением диаметра и отбойным щитом в виде диффузора, при этом выгрузочные патрубки снабжены пульсаторами и соединены с транспортерами сыпучего материала, а в местах изгиба и по оси зигзагообразной аэродинамической трубы установлены тупиковые патрубки с фланцами и магнитами, а гелиовибросушилка, аэродинамическая труба и динамическая камера разделения выполнены с наружной теплопоглощающей рельефной поверхностью.

Новизна заявленного аэродинамического комплекса заключается в вышеперечисленной совокупности признаков, выполнение которых позволяет повысить эффективность и качество обогащения.

Существенными отличиями заявленного технического решения от известных (см. описание аналогов и прототипа) заключается в следующем:
снабжение комплекса дробилкой и гелиовибросушилкой;
выполнение аэродинамической трубы зигзагообразной в вертикальной плоскости с патрубками и магнитами в местах изгиба;
выполнение динамической камеры разделения в виде последовательно соединенных биоконических камер;
оборудование выгрузочных патрубков барабанами с магнитными системами и съемными ножами;
снабжение гелиовибросушилки ситом для удаления крупной фракции;
выполнение выходной части разгонной трубы перфорированной с соплом и отбойным щитом в виде диффузора;
выполнение наружных поверхностей гелиовибросушилки, аэродинамической трубы и динамической камеры теплопоглощающими и рельефными.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 приводится продольный разрез комплекса; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.2; на фиг.3 разрез по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез по В-В на фиг.1; на фиг.5 разрез по Г-Г на фиг.1.

Аэродинамический комплекс для обогащения сыпучих материалов состоит из технологических унифицированных объемных блоков, в которых установлены вибролоток 1 под дробилкой 2, например двухвалковой, и загрузочным бункером 3, который элеватором 4 связан с гелиовибросушилкой 5 через загрузочный бункер 6, содержащий наклонные полки 8 на виброкорпусе 9, нагреватели, например теплоэлектрические, с отражателями 10 и воздуховод 11 с отсосами, причем гелиовибросушилка перегрузочным лотком 12, содержащим барабан 13 с магнитной системой, соединена с аэродинамической зигзазообразной трубой 14, которая на одном конце оборудована пневмонагнетателем 15, в средней части снабжена тупиковыми патрубками 16 с фланцами и магнитами, камерами разделения 17 и наклонными подвижными щитами 18, а на конце выполнена перфорированной 19, который введен в динамическую камеру разделения 20 и снабжен соплом с плавным уменьшением диаметра и оппозитным отбойным щитом в виде диффузора 21, при этом низ динамической камеры через выгрузочные патрубки с пульсаторами 23 соединен с транспортерами 24, а верх через воздуховоды соединен с аспирационной системой 25, причем управление комплексом осуществляется с пульта управления 26.

Аэродинамический комплекс для обогащения сыпучих материалов работает следующим образом.

Сыпучий материал (песок, шлак, порошки, гранулы и т.д.) подаются в загрузочный бункер 3, откуда он через дробилку 2 (например смерзшийся песок, конгломераты шлака и т.д.) после измельчения или непосредственно поступает на вибролоток 1, который порционно подает зерна материала в элеватор 4, откуда сыпучий материал под собственным весом через загрузочный бункер 6 с балансируемыми затворами поступает в гелиовибросушилку 5, где с помощью сита 7 из сыпучего материала в сторону удаляются крупные фракции, после чего зерна материала поступают на каскадно установленные наклонные лотки 8 виброкорпуса 9 и перемещаются в виброкипящем слое в переменном тепловом поле от нагревателей с отражателями 10 и от ограждающих поверхностей, нагретых солнечными лучами, (переменные тепловые воздействия улучшают процесс сушки, а за счет разности линейного расширения, например, у кварцевого песка удаляются частицы пленки из оксида железа и т.д.) с одновременным удалением пылеватых частиц и влаги, в результате этого зерна материала высушиваются и предварительно очищаются, а затем они через перегрузочный патрубок 12 и магнитное поле, создаваемое барабаном 13, которые удаляют ферромагнетики, поступают в аэродинамическую зигзагообразную трубу 14 многоступенчатый противоточно-поворотный сепаратор, где зерна материала подхватываются скоростным воздушным потоком от пневмонагнетателя 15 и в турбулентном движении перемещаются, при этом зерна материала от наклонных отбойных щитов 18 получают ударные воздействия в зонах разряжения, где при этом внутри каждой секции образуются вращающиеся вихри с горизонтальными осями, особенно в тупиковых патрубках с фланцами и магнитами 16, что очищает зерна и разделяет их на мелкие и крупные, а через камеры разделения 17 пылеватые частицы удаляются, при этом зерна материала с высокой скоростью, например 30-40 м/с влетают в динамическую камеру разделения 20, где в перфорированной части трубы 19 производится интенсивное обеспыливание, после чего зерна через сопло с равномерным профилем скоростей влетают в камеру и ударяются о виброщит 22 направленного действия, в результате чего создаются встречные ударные воздействия, виброкипящий слой, которые перечисткой очищают поверхность зерен, а слабые зерна разрушают, при этом пылеватые частицы также удаляются в аспирационную систему 25 через жалюзи, а очищенные зерна через выгрузочные патрубки с пульсаторами 23 и через дополнительные воздействия магнитными полями и удалением частиц ферромагнетиков поступают в транспортеры, причем пылеватые частицы и ферромагнетики удаляются специальным транспортером. Управление технологическим процессом и контроль его параметров осуществляется автоматически с пульта 26.

Известны серийные отечественные и зарубежные установки для обогащения сыпучих материалов, например, отечественный сушильный агрегат Д-588 и двухъярусный грохот СМД-121 (ГИС-52) и зарубежная установка фирмы "Werner" (Германия), которые обеспечивают только частичное обогащение.

Технико-экономическая эффективность применения предлагаемого комплекса для обогащения сыпучих материалов в сравнении с прототипом (базовым объектом), аналогами и серийными установками обеспечивается следующим:
экономия энергии достигается за счет использования солнечной энергии и эффективной передачи тепла от нагревателей с отражателями,
повышение качества обогащения достигается за счет интенсивной динамической, вихревой, вибрационной перечистки переменного воздействия тепловыми и магнитными полями, создания зон разрежения;
расширение границ применения достигается за счет межотраслевого применения комплекса.

В целом предложенный аэродинамический комплекс обладает следующими техническими преимуществами:
комплексность (полное обогащение различных материалов);
гибкость (быстрая технологическая перестройка на обогащение заданного сыпучего материала с необходимой производительностью);
надежность в эксплуатации, в том числе высокая ремонтоспособность;
блочность (выполнение комплекса из унифицированных объемных блоков-модулей с технологическим оборудованием и системой контроля и управления);
мобильность (быстровозводимость, разбираемость и транспортабельность) по железной дороге, автодорогам и морским транспортом;
энергосберегаемость (экономия тепла за счет эффективной теплопередачи, рециркуляции воздуха, использования нетрадиционных источников энергии, в том числе солнечной);
ресурсосберегаемость (превращение отходов в товарную продукцию);
многоцелевое и межведомственное применение (для строительства, химической, металлургической, горнодобывающей медицинской, стекольной, деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства и других отраслей);
экологическая чистота технологического процесса при эксплуатации;
конкурентоспособность и перспективность.

Областями применения предлагаемого комплекса являются:
горнодобывающая промышленность обогащение благородных (платина, золото, серебро, цирконий и т.д.) и других металлов, рудного шлама;
угольная промышленность обогащение угля;
торфяная промышленность обогащение торфа;
строительство и реконструкция объектов обогащение песка, щебня и керамзитового гравия (сушка, очистка, дробление, химическая обработка, добавки, классификация, обеззараживание, повышение механохимической активности компонентов и т.д.).

Химическая промышленность обогащение различных гранул, например, селитры.

Металлургическая промышленность обогащение металлических порошков, гранул, зерен и т.д.

Цементная промышленность обогащение цемента, цементного клинкера, песка (сушка, очистка).

Медицинская промышленность обогащение различных порошков (сушка, очистка, обработка).

Стекольная промышленность обогащение кварцевых песков (сушка, очистка, удаление включений и различных вредных примесей).

Деревообрабатывающая промышленность обогащение щепы, стружки, древесной коры и отходов древесины, опилок (сушка, очистка и обеззараживание).

Сельское хозяйство сушка и очистка зерна, овощей и фруктов, корма для животных, жома, удобрений и т.д.

Энергетика обогащение угля.

Использование: для обогащения сыпучих материалов в горнодобывающей, угольной металлургической и других отраслях народного хозяйства. Сущность изобретения: аэродинамический комплекс для обогащения сыпучих материалов состоит из технологических унифицированных объемных блоков, в которых установлены загрузочный патрубок 3 с расположенной под ним дробилкой 2, с которой посредством элеватора 4 связана гелиовибросушилка 5 в виде камеры с установленными внутри нее наклонным ситом 7 для удаления крупных фракций, воздуховодом 11 с отсосами и теплонагревателями с отражателями 10, переменной мощности, при этом гелиовибросушилка 5 расположена над пневмонагревателем 15 и соединена посредством перегрузочного патрубка 12 с аэродинамической трубой 14. Один конец трубы 14 соединяется с пневмонагнетателем 15, а другой введен в динамическую камеру разделения с отбойным щитом 18 и выполненную из последовательно соединенных между собой биконических отсеков с основным и дополнительными выгрузочными патрубками, при этом в местах соединения биконических отсеков установлены жалюзи 22, а перегрузочный и основной выгрузочный патрубки имеют барабаны 13 с магнитными системами и съемными ножами. Аэродинамическая труба состоит из отдельных секций и выполнена зигзагообразной в вертикальной плоскости с камерами разделения 17, расположенными между ее секциями и соединенными между собой по вертикали разгрузочным патрубком 18. В местах изгиба и по оси зигзагообразной аэродинамической трубы установлены тупиковые патрубки 16 с фланцами и магнитами, а часть трубы, расположенная в динамической камере разделения, выполнена перфорированной с соплом, имеющим плавное уменьшение диаметра и с расположенным на ней отбойным щитом в виде диффузора 21. Верх динамической камеры сообщен посредством воздуховода с аспирационной системой 25, а низ через выгрузочные патрубки с пульсаторами 23 соединен с транспортерами 24. Гелиовибросушилка 5, аэродинамическая труба 14 и динамическая камера разделения выполнены с наружной теплопоглощающей рельефной поверхностью. 5 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий загрузочный патрубок, пневмонагнетатель, соединенный с аэродинамической трубой в виде отдельных секций, которая введена в динамическую камеру разделения с отбойным щитом и выгрузочным патрубком, и аспирационную систему, сообщенную посредством воздуховода с верхней частью динамической камеры, отличающийся тем, что он снабжен дробилкой, расположенной под загрузочным патрубком, и гелиовибросушилкой, расположенной над пневмонагнетателем, связанной посредством элеватора с дробилкой и соединенной посредством перегрузочного патрубка с аэродинамической трубой, которая выполнена зигзагообразной в вертикальной плоскости с камерами разделения, расположенными между ее секциями и соединенными между собой по вертикали разгрузочным патрубком, а динамическая камера разделения выполнена из последовательно соединенных между собой биконических отсеков с дополнительными выгрузочными патрубками, при этом в местах соединения биконических отсеков установлены жалюзи, а перегрузочный и основной выгрузочный патрубки имеют барабаны с магнитными системами и съемными ножами. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что гелиовибросушилка выполнена в виде камеры с установленными внутри нее наклонным ситом для удаления крупных фракций, воздуховодом с отсосами и теплонагревателями с отражателями, выполненными с переменной мощностью. 3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что часть зигзагообразной аэродинамической трубы, расположенная в динамической камере разделения, выполнена перфорированной с соплом, имеющим плавное уменьшение диаметра, и с расположенным на ней отбойным щитом в виде диффузора. 4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что выгрузочные патрубки биконических отсеков снабжены пульсаторами и соединены с транспортерами сыпучего материала. 5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в местах изгиба и по оси зигзагообразной аэродинамической трубы установлены тупиковые патрубки с фланцами и магнитами. 6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что гелиовибросушилка, аэродинамическая труба и динамическая камера разделения выполнены с наружной теплопоглощающей рельефной поверхностью.