СПОСОБ ВОЗДУШНО-ЦЕНТРОБЕЖНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ПОРОШКОВ Российский патент 2008 года по МПК B07B7/83 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушно-центробежным классификаторам, и может найти применение в строительной, горнообогатительной, химической, металлургической и других отраслях промышленности для разделения порошкообразного материала по крупности.

Известен способ воздушно-центробежной классификации порошков, включающий тангенциальную подачу исходного порошка вместе с газовым потоком в цилиндрическую классификационную камеру, в которой установлены лопатки по спиральной линии, и выведение из классификационной камеры по отдельности крупной и мелкой фракции (Авт. св. СССР №1599138, В07В 7/08, опубликовано 15.10.1990).

Однако известный способ не обладает высокой точностью классификации, особенно при границах разделения ниже 0,05 мм из-за того, что классификация осуществляется без учета температуры газового потока.

Известен также способ воздушно-центробежной классификации порошков, включающий создание в зоне классификации поля центробежных сил с помощью вращающегося ротора, подачу в зону классификации газового потока и исходного порошка и выведение из зоны классификации по отдельности крупной и мелкой фракции, при этом подача газового потока осуществляется таким образом, чтобы в зоне классификации аэродинамическая сила, создаваемая газовым потоком, и центробежная сила, создаваемая вращающимся ротором, были равны (Авт. св. СССР №1196040, В07В 7/083, опубликовано 07.12.1985).

Однако данный способ не обеспечивает высокую точность классификации, т.к. не позволяет добиться постоянной границы разделения и устойчивого равновесия в зоне классификации аэродинамической силы, создаваемой газовым потоком, и центробежной силы, создаваемой вращающимся ротором, из-за того, что классификация осуществляется без учета температуры газового потока. Этот недостаток обусловлен тем, что с изменением температуры газового потока, при сохранении постоянными его величины и направления, меняются плотность и кинематическая вязкость газа и, соответственно, аэродинамическая сила, создаваемая газовым потоком. При этом действующая на частицы центробежная сила, создаваемая вращающимся ротором, не изменяется. Это приводит к нарушению равновесия между аэродинамической и центробежной силами, что приводит к изменению границы разделения. При снижении температуры газового потока в крупную фракцию будут попадать частицы мелкой фракции, а при повышении температуры газового потока в мелкую фракцию будут попадать частицы крупной фракции.

Задача изобретения состоит в повышении точности классификации путем достижения в зоне классификации постоянной границы разделения и устойчивого равновесия между аэродинамической и центробежной силами для частиц граничной крупности путем компенсации влияния на процесс разделения изменения температуры газового потока.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата способ воздушно-центробежной классификации порошков, включающий создание в зоне классификации поля центробежных сил с помощью вращающегося ротора, подачу в зону классификации газового потока и исходного порошка и выведение из зоны классификации по отдельности крупной и мелкой фракции, при этом в зоне классификации аэродинамическая сила, создаваемая газовым потоком, и центробежная сила, создаваемая вращающимся ротором, для частиц, крупность которых равна установленной границе разделения, равны, отличается тем, что определяют температуру газового потока и ротору придают вращение с частотой оборотов, определяемой по формуле:

ω=ω₀((t₀+273)/(t+273))^0,31 радиан/с,

где:

ω - угловая скорость вращения ротора на момент осуществления классификации;

ω₀ - угловая скорость вращения ротора, полученная в процессе наладки, в радиан/с;

t₀ - температура воздуха по шкале Цельсия на момент наладки классификатора;

t - температура воздуха по шкале Цельсия на момент осуществления классификации.

Способ воздушно-центробежной классификации осуществляют следующим образом.

Предварительно устанавливают угловую скорость ω₀ вращения ротора при температуре t₀ для обеспечения требуемой границы разделения. Для этого в воздушно-центробежный классификатор с вращающимся ротором подают газовый поток и исходный порошок. Исходный порошок подают на вращающийся ротор, с которого он под действием центробежных сил перемещается в зону классификации, или исходный порошок вводят в зону классификации вместе с газовым потоком в виде аэросмеси. С помощью датчика температуры определяют t₀ газового потока в зоне классификации и, регулируя угловую скорость вращения ротора, устанавливают угловую скорость ω₀ вращения ротора, обеспечивающую требуемую границу разделения.

В дальнейшем частоту оборотов ротора определяют по формуле:

ω=ω₀((t₀+273)/(t+273))^0,31 радиан/с,

где:

ω - угловая скорость вращения ротора на момент осуществления классификации;

ω₀ - угловая скорость вращения ротора, полученная в процессе наладки, в радиан/с;

t₀ - температура воздуха по шкале Цельсия на момент наладки классификатора;

t - температура воздуха по шкале Цельсия на момент осуществления классификации.

Вращающийся ротор создает в зоне классификации поле центробежных сил, величина которых прямо пропорциональна частоте оборотов вращения ротора.

В зоне классификации на частицы порошка, крупность которых равна величине границы разделения, действует аэродинамическая сила, создаваемая газовым потоком, и центробежная сила, создаваемая вращающимся ротором, равные по силам при соблюдении условий, установленных формулой определения частоты оборотов ротора. Это позволяет поддерживать требуемую границу разделения даже при изменении температуры газового потока.

Частицы, крупность которых превышает установленную границу разделения, под действием центробежных сил перемещаются от оси вращения ротора, а частицы, крупность которых меньше установленной границы разделения, под действием аэродинамической силы перемещаются к оси вращения ротора. Таким образом в зоне классификации происходит разделение исходного порошка на крупную и мелкую фракции, которые по отдельности выводятся из зоны классификации и из классификатора.

Определение температуры газового потока осуществляют постоянно с помощью датчика температуры, расположенного в зоне классификации. С датчика сигнал поступает на регулятор частоты оборотов вращения электродвигателя, кинематически связанного с ротором.

Применение изобретения поясняется примером.

Пример. Осуществляли классификацию молотого кварцевого песка по границе разделения 0,04.

Классификацию осуществляли способом-прототипом и заявленным изобретением, результаты которой представлены в таблице.

Классификация по способу- прототипуКлассификация по заявляемому способуt, град Сω, рад/сd*, мкмt, град Сω, рад/сd*, мкм-2095,640-2095,640-1095,639,2-1094,440,2095,638,2093,440,21095,637,41092,339,82095,636,62091,340,03095,635,63090,440,04095,634,84089,540,25095,634,05088,639,86095,633,06087,839,8* - значение границы разделения d определялось по результатам 5 опытов с точностью до 1 мкм.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушно-центробежным классификаторам, и может найти применение в строительной, горнообогатительной, химической, металлургической и других отраслях промышленности для разделения порошкообразных материалов по крупности. Техническим результатом является повышение точности классификации за счет стабилизации границы разделения и компенсации влияния на процесс разделения изменения температуры газового потока. В зоне классификации создают поле центробежных сил с помощью вращающегося ротора и подают газовый поток и исходный порошок. Из зоны классификации выводят по отдельности крупную и мелкую фракции. Подачу газового потока осуществляют таким образом, чтобы в зоне классификации аэродинамическая сила, создаваемая газовым потоком, и центробежная сила, создаваемая вращающимся ротором, были равны. Определяют температуру газового потока и ротору придают вращение с частотой оборотов, определяемой по формуле:

ω=ω₀×((t₀+273)/(t₁+273))^0,31 радиан/с,

где ω - угловая скорость вращения ротора на момент осуществления классификации, радиан/с;

ω₀ - угловая скорость вращения ротора, полученная в процессе наладки, радиан/с;

t₀ - температура воздуха по шкале Цельсия на момент осуществления настройки классификатора;

t₁ - температура воздуха по шкале Цельсия на момент осуществления классификации. 1 табл.

Способ воздушно-центробежной классификации порошков, включающий создание в зоне классификации поля центробежных сил с помощью вращающегося ротора, подачу в зону классификации газового потока и исходного порошка и выведение из зоны классификации по отдельности крупной и мелкой фракции, при этом в зоне классификации аэродинамическая сила, создаваемая газовым потоком, и центробежная сила, создаваемая вращающимся ротором, для частиц, крупность которых равна установленной границе разделения, равны, отличающийся тем, что определяют температуру газового потока и ротору придают вращение с частотой оборотов, определяемой по формуле

ω=ω₀((t₀+273)/(t+273))^0,31 рад/с,

где ω - угловая скорость вращения ротора на момент осуществления классификации;

ω₀ - угловая скорость вращения ротора, полученная в процессе наладки, рад/с;

t₀ - температура воздуха по шкале Цельсия на момент наладки классификатора;

t - температура воздуха по шкале Цельсия на момент осуществления классификации.