СЕПАРАТОР Российский патент 1997 года по МПК B07B7/83 

Изобретение относится к технике измельчения и сепарации материала и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в горно-обогатительной, металлургической, энергетической, химической и других отраслях промышленности.

Известны комбинированные устройства воздушных сепараторов, к сепарирующей части которых, содержащей лопастной ротор с окружающим его направляющим лопаточным аппаратом, присоединен дазагломератор ударно-центробежного типа с разгонным ротором и круговой камерой дезагломерации. Перед воздушной сепарацией материал в виде агломерата, поступающий из пресс-валкового измельчителя, дезагломерируется (диспергируется) в дезагломераторе до состояния отдельных частиц различной величины.

Такие комбинированные сепараторы могут входить, например, в состав помольных установок, содержащих пресс-валковые измельчители и трубные (шаровые барабанные) мельницы или в состав помольных установок с пресс-валковыми измельчителям, но без трубных (шаровых барабанных) мельниц, и имеют две разновидности: одна с размещением разгонного ротора и с механической подачей сверху вниз на сепарацию дезагломерированного материала (см. патент ФРГ N 03843338 (Р 3843338.9), кл. В 07 В 7/083, с. 267, рис. 5), и вторая с размещением разгонного ротора дезагломератора значительно ниже уровня размещения сепарирующего ротора и с пневматической подачей снизу-вверх под разряжением диспергированного материала (см. "Two Stage Sepax Separator" (с. 39, фиг. 3), содержащий сепарирующую часть устройства, аналогичную заявке Дании N 2176134 (8513968), кл. 4 В 07 В 7/083 и патенту ФРГ N 3020249, кл. В 07 В 7/08).

Вторая разновидность комбинированного сепаратора с расположением разгонного ротора дезагломератора ниже уровня расположения сепарирующего ротора по сравнению с разновидностью комбинированного сепаратора с расположением разгонного ротора дезагломератора над сепарирующим ротором обладает следующими преимуществами: меньшей интенсивностью износа частей сепарирующего ротора и окружающего его направляющего аппарата в активной зоне сепарации из-за значительного уменьшения в ней содержания в составе пылевоздушного потока грубых частиц, большей динамической устойчивостью разгонного ротора дезагломератора, возможностью совмещения дезагломерации с одновременной сушкой материала.

В качестве прототипа выбрано известное устройство сепаратора типа "Two Stage Sepax Separator" с. 39, фиг. 3).

Существенными недостатками такого известного устройства сепаратора комбинированного являются:
значительные габариты по высоте и увеличенная удельная металлоемкость;
сложность устройства сепаратора из-за наличия приспособления для загрузки в сепаратор материала, измельченного в шаровой барабанной мельнице, и размещения сепарирующего ротора на значительной высоте от основания сепаратора, в результате чего уменьшается динамическая устойчивость конструкции и затрудняется обслуживание сепаратора;
увеличенное гидравлическое сопротивление участка проточной части сепаратора, образованного между круговой поверхностью камеры измельчения дезагломератора и разгонным ротором, из-за прохождения через него всего количества воздуха, расходуемого на сепарацию, и связанной с этим увеличенной скоростью воздушного потока;
потребность в помещении для установки сепаратора с большой строительной высотой и др.

Целью изобретения является повышение эффективности сепарации, снижение удельного расхода энергии, уменьшение габаритов и металлоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в известном сепараторе, содержащем наружный корпус, сепарирующий ротор с приводом с возможностью изменения частоты вращения, круговой направляющий лопаточный аппарат, расположенный вокруг и на уровне сепарирующего ротора, дезагломератор ударно-центробежного типа, размещенный ниже сепарирующего ротора и состоящий из разгонного ротора с индивидуальным приводом и круговой камеры дезагломерации, открытой со стороны разгонного ротора, загрузочное приспособление, периферийное приспособление для тангенциального подвода воздуха в пространство под дезагломератором, канал для отвода в смеси с воздухом отсепарированного мелкого продукта, осадительный конус с наклонной течкой для отвода отсепарированной крупки, нижнюю течку для удаления из сепаратора провала грубых частиц, снабжен периферийным приспособлением для тангенциального подвода вторичного воздуха, расположенный над дезагломератором.

В сепараторе проходное сечение приспособления для тангенциального подвода вторичного воздуха выполнено одинаковым с проходным сечением периферийного приспособления для тангенциального подвода воздуха. Круговая камера дезагломерации может быть выполнена плотно закрытой сверху кольцевой крышкой, которая выполнена съемной с разъемным креплением к верхней части круговой камеры дезагломерации.

В нижней части сепаратора в кольцевом воздушном канале на участке между дезагломератором и приспособлением для тангенциального подвода воздуха помещен круговой аксиальный лопаточный аппарат для закручивания восходящего потока воздуха.

Сравнение заявленных технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "Новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области техники одинаковые признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипов, не были выявлены и поэтому заявленные технические решения соответствуют критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежом фиг. 1, 2, на котором представлены два варианта устройства комбинированного сепаратора. Сепаратор состоит из двух основных частей: нижней части 1, включающей в себя дезагломератор ударно-центробежного типа и периферийное приспособление для тангенциального подвода воздуха, и верхней части II, включающей в себя сепаратор с вращающимся от индивидуального привода ротором и расположенное ниже него периферийное приспособление для подвода вторичного воздуха. Корпусы нижней и верхней частей сепаратора отдельно опираются на опорные строительные конструкции и имеют между собой эластичное плотное кольцевое уплотнение, исключающее наложение колебаний разгонного ротора дезагломератора и лопастного ротора сепаратора и подсосы в сепаратор наружного воздуха.

Сепаратор по первому варианту устройства фиг. 1 включает в себя основание его нижней части 1, корпус 2. встроенную в него круговую камеру дезагломерации 3 и периферийное приспособление 4 для тангенциального подвода воздуха через патрубок 5, соединенный со спиральным распределительным каналом и направляющим лопаточным аппаратом, разгонный ротор 6, присоединенный к загрузочной трубе-течке 7, привод разгонного ротора 8, футерованный кожух 9, присоединенный к защитному кожуху 10, ограждающему привод 8 от попадания пыли, защитный внутренний кожух 11, эластичное круговое уплотнение 12, плотно соединяющее корпуса нижней и верхней частей комбинированного сепаратора, периферийное приспособление 13 для тангенциального подвода вторичного воздуха, аксиальный закручивающий круговой лопаточный аппарат 14, регулируемый круговой направляющий лопаточный аппарат 15, сепарирующий ротор 16, посаженный на шпиндель 17, соединенный с приводным редуктором 18, присоединенным к электродвигателю (на чертеже не показан), установленным на основании, присоединенном к крышке сепаратора 19, конусные части корпуса сепаратора 20, осадительный конус для крупки 21, выпускную течку осадительного конуса 22, течку для удаления провала крупных частиц материала 23, опорную пяту верхней части сепаратора 24, переходную неподвижную обечайку 25, подвижно соединенную через лабиринтное уплотнение 26 с нижней кольцевой поверхностью сепарирующего ротора 16, выходной патрубок 27, присоединенный к криволинейному каналу 28 для отвода из внутренней полости сепаратора вместе с воздухом отсепарированного мелкого продукта.

Сепаратор по второму варианту устройства ( фиг. 2) отличается от сепаратора по первому варианту исполнения ( фиг. 1) тем, что круговая камера дезагломерации выполнена плотно закрытой сверху крышкой 29 от выхода вверх из зоны дезагломерации материала и воздуха с возможностью выпадания измельченного материала вниз. Для этого кольцевая крышка 29 выполнена съемной с креплением по периферии к верхней части камеры дезагломерации 3 и свободным прилеганием с зазором к разгонному ротору дезагломератора, при этом между наружной поверхностью камеры дезагломерации 3 и нижней частью корпуса сепаратора 30 образован кольцевой канал для сообщения между собой нижней и верхней полостей проточной части сепаратора, а под этим кольцевым каналом ниже зоны дезагломерации помещен круговой аксиальный лопаточный аппарат 31 для закрутки подводимого в сепаратор воздуха в направлении вращения сепарирующего ротора 16.

Сепаратор по первому варианту устройства работает следующим образом. Исходный кусковой агломерат "А", поступающий из пресс-валкового измельчителя (на чертеже не показан), через загрузочную трубу-течку непрерывно подается в центральную часть разгонного ротора 6 дезагломератора, устройство проточной части которого обеспечивает самофутеровку ее металлических поверхностей. По выходе из каналов разгонного ротора 6 куски агломерата в результата удара в слой измельчаемого материала "С", футерующего круговую поверхность камеры дезагломератора 3, и относительного перемещения частиц вдоль слоя дезагломерируется до состояния достаточно мелких частиц с включением в полученный полупродукт неразрушенных зерен. Дезагломерированный материал выносится восходящим потоком первичного воздуха "В" в зону "Г" гравитационного отделения крупных частиц. Выделенная из потока в гравитационной зоне "Г" основная масса крупных частиц выпадает в зону дезагломерации, где подвергается дальнейшему диспергированию как от удара частицами агломерата, вылетающими из проточной части разгонного ротора 6, так и в слое материала "С". При этом крупные неразрушенные частицы выпадают из зоны дезагломерации вниз и выводятся наружу через течку 23, снабженную герметичным затвором (на чертеже не показаны).

В дальнейшем скорость пылевоздушного потока значительно возрастает, что, однако, не сказывается на ухудшении отделения частиц в зоне "Г" гравитационной сепарации. Пылевоздушный поток перед входом в центробежно-противоточную зону разделения сепаратора дополнительно закручивается круговым аксиальным лопаточным аппаратом 14 и через направляющий круговой лопаточный аппарат 15 поступает в активную центробежно-противоточную зону разделения "Е", расположенную между лопаточным аппаратом 15 и лопатками сепарирующего ротора 16. Из этой зоны разделения мелкие частицы проходят во внутреннюю полость сепарирующего ротора, откуда через криволинейный канал 28 и выходной патрубок (или несколько выходных патрубков) 27 отводится в осадительные устройства (на чертеже не показаны), а крупка выпадает в осадительный конус 21.

Сепаратор по второму варианту устройства работает следующим образом. Разрушенный в дезагломераторе материал, не имея выхода вверх из камеры дезагломерации 3, стекает вниз по конусной поверхности футерованного защитного кожуха 9, захватывается закрученным потоком первичного воздуха, выходящего из аксиального лопаточного аппарата 31, и поднимается в зону "Г" гравитационной сепарации, расположенную выше зоны дезагломерации. При этом грубые частицы выпадают из потока вниз, проваливаются через каналы лопаточного аппарата 31 и по течке 23 через герметичный затвор выводятся наружу из сепаратора. Содержащиеся в восходящем воздушном потоке мелкие и средние частицы, аналогично, как и в комбинированном сепараторе первого конструктивного исполнения, поступают в верхнюю часть сепаратора на окончательное разделение.

Устройство сепаратора второго конструктивного исполнения (фиг. 2) предусмотрено для переработки в основном сравнительно легкоразмалываемых материалов, агломерат которых, полученный в пресс-валковом измельчителе, содержит сравнительно малое количество неразрушенных грубых зерен. В этом случае прямой проскок грубых фракций вниз из зоны дезагломерации в разгрузочную течку 23 через лопаточный закручивающий аппарат значительно уменьшается. Это устройство сепаратора характеризуется пониженным гидравлическим сопротивлением, так как исключается проход первичного воздуха вверх через кольцевой канал в зоне дезагломерации, образованный круговой камерой измельчения 3 и разгонным ротором 6, стесненным потоком измельчаемого материала, уменьшается вынос восходящим потоком вверх крупных фракций материала.

Наличие у обоих конструктивных исполнений нижнего и верхнего периферийных приспособлений для подачи воздуха в сепаратор позволяет при постоянных их проходных сечениях вдвое снизить скорость восходящего воздушного потока, содержащего измельченный материал, в нижней части сепаратора, в результате чего значительно снижается гидравлическое сопротивление сепаратора и снижается удельный расход энергии на сепарацию, уменьшается вынос в верхнюю зону сепарации грубых фракций, уменьшается эффективность сепарации, снижается износ лопастного ротора сепаратора и лопаток направляющего аппарата.

Использование: техника измельчения и сепарации материала и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в горнообогатительной, металлургической, энергетической, химической и в других отраслях промышленности. Сущность изобретения: сепаратор содержит наружный корпус, сепарирующий ротор с приводом с возможностью изменения частоты вращения, круговой направляющий лопаточный аппарат, расположенный вокруг и на уровне сепарирующего ротора. Также сепаратор содержит дезагломератор ударно-центробежного типа, размещенный ниже сепарирующего ротора и состоящий из разгонного ротора с индивидуальным приводом и круговой камеры дезагломерации, открытой со стороны разгонного ротора. Сепаратор имеет загрузочное приспособление, периферийное приспособление для тангенциального подвода воздуха в пространство под дезагломератором, канал для отвода в смеси с воздухом отсепарированного мелкого продукта, осадительного конуса с наклонной течкой для отвода отсепарированной крупки, нижней течки для удаления из сепаратора провала грубых частиц. Сепаратор снабжен периферийным приспособлением для тангенциального подвода вторичного воздуха, расположенным над дезагломератором. 4 з.п. ф-лы. 2 ил.

1 1. Сепаратор, содержащий наружный корпус, сепарирующий ротор с приводом с возможностью изменения частоты вращения, круговой направляющий лопаточный аппарат, расположенный вокруг и на уровне сепарирующего ротора, дезагломератор ударно-центробежного типа, размещенный ниже сепарирующего ротора и состоящий из разгонного ротора с индивидуальным приводом и круговой камеры дезагломерации, открытой со стороны разгонного ротора, загрузочное приспособление, периферийное приспособление для тангенциального подвода воздуха в пространство под дезагломератором, канал для отвода в смеси с воздухом отсепарированного мелкого продукта, осадительный конус с наклонной течкой длля отвода отсепарированной крупки, нижнюю течку для удаления из сепаратора провала грубых частиц, отличающийся тем, что он снабжен периферийным приспособлением для тангенциального подвода вторичного воздуха, расположенным над дезагломератором. 2 2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что проходное сечение приспособления для тангенциального подвода вторичного воздуха выполнено одинаковым с проходным сечением периферийного приспособления для тангенциального подвода воздуха.2 3. Сепаратор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что круговая камера дезагломерации выполнена плотно закрытой сверху кольцевой крышкой.2 4. Сепаратор по пп.1 3, отличающийся тем, что кольцевая крышка выполнена съемной с разъемным креплением к верхней части круговой камеры дезагломерации.2 5. Сепаратор по пп.1 4, отличающийся тем, что в кольцевом воздушном канале на участке между дезагломератором и приспособлением для тангенциального подвода воздуха помещен круговой аксиальный аппарат для загручивания восходящего потока воздуха.