КАМЕРНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР Российский патент 1997 года по МПК B03B5/62 

Изобретение относится к классификации порошковых материалов и может быть использовано для получения полых микросфер низкой плотности из золошлаквых отходов тепловых электростанций.

Известен камерный гидравлический классификатор, содержащий корпус с приемным желобом и классифицирующими камерами, загрузочное и разгрузочное приспособления, сливной порог, систему водооборота с решеткой, примыкающей к торцевой стенке корпуса, при этом он снабжен установленными в приемном желобе шнеком и размещенным над решеткой приспособлением для разгрузки всплывающих продуктов, выполненным в виде вала с закрепленными на нем сламывающимися пальцами, а приспособление для разгрузки потонувшего в средней камере выполнено в виде винтового транспортера. При этом решетка выполнена из колосников, установлена под углом к торцевой стенке корпуса и соединена со сливным порогом, а сливной порог расположен на уровне верхней кромки шнека /1/.

Основным недостатком данного классификатора является невозможность получения продукта низкой плотности, так как классификация производится в водной среде, расход которой не ограничивается. В случае использования более легких жидкостей и, как правило, более дорогостоящих, стоимость получаемых продуктов резко возрастает.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является камерный гидравлический классификатор, включающий рабочую камеру, заполненную разделяющей жидкостью в виде водного солевого раствора, загрузочный патрубок, два рабочих органа, один из которых, являющийся приспособлением для выгрузки тяжелой фракции, выполнен в виде шнека, а другой, являющийся приспособлением для выгрузки фракции, выполнен в виде снабженного горизонтальной осью вращения барабана с эластичными лопастями, частично погружаемыми в разделяющую жидкость, моечную камеру с наклонно установленным шнеком и блок сушки, при этом он снабжен электровибратором и системой контроля разделяющей жидкости /2/.

Основным недостатком данного классификатора является сложность конструкции, обусловленная тем, что полноценными продуктами является часть тяжелой фракции, для последующего выделения которой он снабжен моечной камерой и другими устройствами, обеспечивающими выделение полноценного продукта из тяжелой фракции. Кроме того, в данном классификаторе расходуется много разделяющей жидкости, поскольку при перемещении легких и тяжелых продуктов она отделяется от последних, что приводит к большим энергозатратам при сушке продуктов и конденсации жидкости.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание классификатора простой конструкции для получения легкой фракции, являющейся полноценным продуктом, а также снижение расхода разделяющей жидкости при разделении продуктов.

Для решения этой задачи в камерном гидравлическом классификаторе, включающем рабочую камеру, заполненную разделяющей жидкостью, приспособление для выгрузки тяжелой фракции и приспособление для выгрузки легкой фракции, выполненное в виде барабана с эластичными лопастями, частично погруженными в разделяющую жидкость, согласно изобретению приспособление для выгрузки легкой фракции выполнено с охватывающим рабочую камеру сборником, дно которого частично сообщено с рабочей камерой, барабан выполнен с вертикальной осью вращения и имеет отбойные пластины, расположенные в рабочей камере и частично погруженные в разделяющую жидкость, при этом эластичные лопасти установлены с возможностью взаимодействия с дном сборника.

При этом приспособление для выгрузки тяжелой фракции снабжено ворошителем.

Кроме того, эластичные лопасти выполнены в виде щеток.

Отбойные пластины выполнены в виде спиралей, закручивающихся против направления вращения приспособления для выгрузки легкой фракции.

Дно сборника выполнено в виде винтовой спирали или в виде чередующихся горизонтальных участков и участков, расположенных под углом к горизонту.

Такое выполнение классификатора позволяет значительно упростить его конструкцию и использовать для получения продукта, удельный вес которого меньше удельного веса разделяющей жидкости. При этом при сборе легкой фракции полностью используется поверхность разделяющей жидкости, так как с нее систематически смещается слой всплывшего материала в сборник. Это обеспечивается тем, что рабочая камера снабжается сборником, дно которого частично сообщено с рабочей камерой, а барабан выполнен с вертикальной осью вращения и имеет отбойные пластины, расположенные в рабочей камере и частично погруженные в разделяющую жидкость, при этом эластичные лопасти установлены с возможностью взаимодействия с дном сборника.

Признак-выполнение приспособления для выгрузки тяжелой фракции с ворошителем обеспечивает текучесть смеси тяжелой фракции с разделяющей жидкостью, что позволяет ее периодическую выгрузку с минимально необходимым количеством жидкости, что экономит разделяющую жидкость.

Выполнение эластичных лопастей в виде щеток обеспечивает более полное удаление жидкости из легкой фракции при ее перемещении по дну сборника и выгрузке, что также снижает расход жидкости.

Выполнение отбойных пластин в виде спиралей обеспечивает повышение скорости смещения легкой фракции в сборник, так как здесь действуют не только центробежные силы, но и силы, возникающие при взаимодействии легкой фракции со спиралью и направленные на периферию.

Выполнение дна сборника в виде винтовой спирали просто по конструкции, однако требует выполнения съемника более массивным и установки его на приводном валу с возможностью вертикального перемещения, поэтому возможно выполнение вышеупомянутого дна в виде горизонтальных и наклонных участков таким образом, чтобы съемник при взаимодействии лопастей с дном в любом положении не менял своего центра вращения по высоте. Это позволит закрепить его неподвижно в вертикальном направлении относительно приводного вала, что сложнее в изготовлении, но ведет к меньшей металлоемкости съемника, а также к меньшему износу щеток.

На фиг. 1 представлен классификатор, общий вид в разрезе; на фиг. 2 вид А-А, фиг. 1; на фиг. 3 дно сборника в развернутом виде, выполненное в виде горизонтальных участков и участков, расположенных под углом к горизонту (сплошная линия) и в виде винтовой спирали (пунктирная линия).

Камерный гидравлический классификатор состоит из рабочей камеры 1, заполненной разделяющей жидкостью 2, питающего шнека 3. Приспособление для выгрузки тяжелой фракции включает выпускной патрубок 4 и ворошитель 5, жестко закрепленный на вертикальном валу 6. Патрубок 4 снабжен запорным краном 7.

Приспособление для выгрузки легкой фракции выполнено из сборника 8 (см. также фиг. 2), охватывающего рабочую камеру 1. Дно 9 сборника 8 частично (примерно на 1/2 часть) сообщено с рабочей камерой 1, а другая его часть расположена выше уровня жидкости 2 (см. фиг. 3). Лопастный съемник выполнен в виде, например, трехлучевой звезды, неповоротно связанной с валом 6, с возможностью поворота в вертикальной плоскости, например, за счет связи с валом 6 посредством универсального шарнира 10. На конце каждого из лучей 11 закреплена щетка 12. Выпускной патрубок 13 легкой фракции перекрыт косорасположенными узкими пластинами 14. На лучах 11 жестко закреплены отбойные пластины 15, выполненные в виде спиралей, высота которых должна быть не менее толщины слоя легкой фракции, при этом пластины должны смещать этот слой на периферию при любом положении луча 11 по высоте сборника 8. Дно 9 сборника 8 может быть выполнено в виде винтовой спирали, которая начинается резким спуском от точки Д до точки Б и далее до точки В (на фиг. 3 показано пунктиром) по ходу лучей 11 со щетками 12 (данное направление на фиг.2 показано стрелкой Г) или в виде чередующихся горизонтальных участков и участков, расположенных под углом к горизонту (на фиг. 3 показано сплошной линией). В последнем случае дно начинается также резким спуском от точки Д, который расположен в центральном углу в 60^o при трехлучевом съемнике, далее идет горизонтальный участок, также охватывающий дугу в 60^o, потом подъем такой же величины, в конце которого дно 9 выходит из разделяющей жидкости 2, и так далее. Последний горизонтальный участок дна 9 включает и выпускной патрубок 13.

Вертикальный вал 6 приводится в движение приводом 16, размещенным на крышке 17 классификатора, а шнек 3 приводом 18. Подача исходного материала производится через патрубок 19, а частичный слив разделяющей жидкости 2 через патрубок 20. Для лучшего взаимодействия ворошителя 5 с тяжелой фракцией на нем размещены пальцы 21. Шнек 3 может быть охвачен трубой 22, на конце которой размещены выпускные отверстия 23 и 24.

Камерный гидравлический классификатор работает следующим образом.

Исходный материал подается в патрубок 19 и далее вращающимся шнеком 3 через отверстия 23 и 24 в разделяющую жидкость 2. При этом частицы исходного материала, плотность которых меньше плотности разделяющей жидкости всплывают, а более тяжелые оседают на дно рабочей камеры 1. Одновременно с вращением шнека 3 вращается и вертикальный вал 6, а вместе с ним лопастной съемник, щетки 12 которого скользят по дну 9 сборника 8, а отбойные пластины 15 перемещают всплывшие частицы на погруженную часть дна 9 сборника 8. Таким образом, всплывшие частицы, смещенные в сборник 8, захватываются щетками 12 и перемещаются на выступающую над разделительной жидкостью 2 часть дна 9, где из них отделяется жидкость 2 и стекает в рабочую камеру 1, а легкая фракция перемещается до выпускного патрубка 13, из которого идет далее, например, на сушку. Щетки 12, проходя по пластинам 14, очищаются от прилипших частиц легкой фракции, после чего снова погружаются в разделительную жидкость 2, захватывая новую партию легкой фракции.

В то же время оседающая на дно рабочей камеры 1 тяжелая фракция постоянно вращающимся ворошителем 5 поддерживается во взвешенном состоянии в разделяющей жидкости и через некоторое время, когда их смесь еще способна вытекать через выпускной патрубок 4 и запорный кран 7 (данное время определяется опытным путем), подачу исходного материала прекращают, через патрубок 20 производят слив разделяющей жидкости 2, а густую смесь жидкости 2 с тяжелой фракцией, не останавливая вала 6, выпускают наружу, на дальнейший передел.

Благодаря тому, что приспособление для выгрузки легкой фракции выполнено в виде охватывающего рабочую камеру сборника, дно которого частично сообщено с рабочей камерой, и съемника, взаимодействующего лопастями с дном и снабженного отбойными пластинами, решается задача создания простого классификатора для сбора легкой фракции, являющейся более ценным продуктом по сравнению с тяжелой фракцией.

При этом благодаря тому, что часть дна сборника находится выше уровня разделяющей жидкости, легкая фракция освобождается от значительного количества жидкости, что уменьшает ее расход. Другие существенные признаки способствуют решению основной задачи или решают более узкие проблемы.

Модельный образец предлагаемого классификатора испытывался при получении товарных силикатных микросфер из золы тепловых электростанций Казахстана для использования в эмульсионных и водонаполненных взрывчатых веществах (ВВ) и пластмассах. Для этих веществ насыпная плотность микросфер не должна превышать 0,32, исходная плотность 0,38 г/см³.

Для разделения по плотности в опытный образец классификатора заливалась низкоплотная жидкость нефрас А 65/75.

Результаты разделения следующие: выход легких микросфер плотностью 0,312 г/см³ составил 40% тяжелых 0,41-60%

Использование: классификация порошковых материалов, преимущественно получение полых микросфер низкой плотности из золошлаковых отходов тепловых электростанций. Сущность изобретения: камерный гидравлический классификатор содержит рабочую камеру, заполненную разделяющей жидкостью, приспособление для выгрузки тяжелой фракции с ворошителем 5, приспособление для выгрузки легкой фракции с охватывающим рабочую камеру сборником, дно которого частично сообщено с рабочей камерой. Барабан выполнен с вертикальной осью вращения. Эластичные лопасти, выполненные в виде щеток 12, взаимодействуют с дном 9, имеющим конфигурацию винтовой спирали или чередующихся горизонтальных и наклонных участков. Кроме того, барабан имеет отбойные пластины, выполненные в виде спиралей, закручивающихся против направления вращения съемника. Отбойные пластины перемещают всплывшие частицы на погруженную часть дна сборника, где захватываются щетками и перемещаются на выступающую над разделительной жидкостью часть дна. Из них отделяется жидкость и стекает в рабочую камеру, а легкая фракция перемещается до выпускного патрубка. 4 з. п. ф-лы. 3 ил.

1. Камерный гидравлический классификатор, включающий рабочую камеру, заполненную разделяющей жидкостью, приспособление для выгрузки тяжелой фракции и приспособление для выгрузки легкой фракции, выполненное в виде барабана с эластичными лопастями, частично погруженными в разделяющую жидкость, отличающийся тем, что приспособление для выгрузки легкой фракции выполнено с охватывающим рабочую камеру сборником, дно которого частично сообщено с рабочей камерой, барабан выполнен с вертикальной осью вращения и имеет отбойные пластины, расположенные в рабочей камере и частично погруженные в разделяющую жидкость, при этом эластичные лопасти установлены с возможностью взаимодействия с дном сборника. 2. Классификатор по п.1, отличающийся тем, что приспособление для выгрузки тяжелой фракции выполнено с ворошителем. 3. Классификатор по п.1, отличающийся тем, что эластичные лопасти выполнены в виде щеток. 4. Классификатор по п.1, отличающийся тем, что отбойные пластины выполнены в виде спиралей, закручивающихся против направления вращения приспособления для выгрузки легкой фракции. 5. Классификатор по п.1, отличающийся тем, что дно сборника выполнено в виде винтовой спирали или в виде чередующихся горизонтальных участков и участков, расположенных под углом к горизонту.