ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР Российский патент 2012 года по МПК B07B4/00 

Изобретение относится к пневмоклассификации различных порошкообразных материалов, а более конкретно к классификации в многоколонных классификаторах, и может быть применено в химической и горной отраслях промышленности при обогащении полезных ископаемых и других отраслях промышленности.

Известен гравитационный пневматический классификатор (а.с. СССР 1119743, МПК⁵ В07В 4/08, опубл. 23.10.1984), который содержит корпус, параллельные вертикальные стенки, образующие сепарационные колонны с пересыпными элементами, перфорированные наклонные днища, патрубок для подвода воздуха, установленный в верхней части корпуса цилиндрический коллектор с перечистными элементами, загрузочное и разгрузочные приспособления, перечистные элементы выполнены из пластин в форме секторов, установленных с возможностью независимой регулировки угла наклона каждой пластины к оси коллектора.

Недостатком классификатора является недостаточно эффективное разделение и узкий диапазон границ фракционирования сыпучих материалов, предрасположенных к агломерированию частиц.

Известен гравитационный классификатор (патент AT 386362 (В) В07В 4/08, опубл. 28.07.1986), включающий корпус, выполненный из набора вертикальных сепарационных колон с пересыпными приспособлениями, распределительную решетку, установленную под ними, загрузочный и разгрузочный патрубки, приспособление для подачи воздуха. Загрузочный патрубок для подачи исходного материала установлен под углом с определенным наклоном, что повышает эффективность процесса классификации.

Недостатком его является недостаточно высокая производительность.

Известен пневматический многопродуктовый классификатор (Патент RU №2313406, В07В 9/02, опубл. 27.12.2007). Изобретение относится к устройствам для многопродуктовой воздушной классификации или сепарации дисперсных материалов и может быть использовано в строительной, горно-обогатительной, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Пневматический многопродуктовый классификатор включает загрузочный модуль, имеющий прямоугольное горизонтальное сечение, по меньшей мере, две противоположные стенки которого выполнены с пересыпными элементами и/или профилированной формы, например, с образованием пересыпных элементов, направленных в сторону образованного ими сепарационного канала, имеющего, по меньшей мере, один загрузочный патрубок и, по меньшей мере, один патрубок или окно для подачи воздуха, и установленные над загрузочным модулем один основной сепарационный модуль, снабженный, по меньшей мере, одним патрубком отвода воздуха с мелкой фракцией разделения, или несколько распложенных один выше другого основных сепарационных модулей, верхний из которых снабжен, по меньшей мере, одним патрубком отвода воздуха с мелкой фракцией разделения. Основной сепарационный модуль, снабженный, по меньшей мере, одним патрубком отвода воздуха с мелкой фракцией разделения, содержит один или несколько корпусов - цилиндрический или конической, или цилиндроконической формы с, по меньшей мере, одним устройством для создания вихревого аэродисперсного потока с вертикальной осью вращения. Основной сепарационный модуль, снабженный, по меньшей мере, одним патрубком отвода воздуха с мелкой фракцией разделения, и ниже расположенный основной сепарационный или загрузочный модуль сопряжены между собой посредством конфузора.

Недостатком его является сложность управления классификатором и недостаточная точность классификации материала.

Известен воздушный сепаратор (а.с. СССР 441977, В07В 1/04, опубл. 05.09.1974), который включает корпус с перфорированным днищем, внутри которого расположены зигзагообразные перегородки, патрубок для подвода воздуха, загрузочное и разгрузочное устройство, зигзагообразные перегородки выполнены из шарнирно закрепленных в корпусе полок, образующих между собой щелевые проходы.

Недостатком сепаратора является недостаточно эффективное разделение по фракциям.

Известен гравитационный сепаратор (а.с. 1639779, МПК⁵ В07В 4/08, опубл. 07.04.1991), который включает корпус, набор вертикальных пластин с наклонными отбойными листами, наклонное воздухопроницаемое днище, установленное под вертикальными пластинами, загрузочный и разгрузочный патрубки, расположенные соответственно со стороны верхней и нижней частей наклонного перфорированного днища, наклонное воздухопроницаемое днище выполнено в виде перфорированных пластин, установленных в шахматном порядке в двух параллельных плоскостях и своими продольными кромками последовательно соединенных одна с другой посредством сплошных вертикальных перегородок, при этом перфорированные пластины ориентированы продольными кромками перпендикулярно направлению движения материала.

Недостатком сепаратора является недостаточно эффективное разделение и узкий диапазон границ фракционирования сыпучих материалов.

Известен пневматический классификатор (а.с. СССР 1731297, МПК⁵ В07В 4/08, 07.05.1992), который включает в себя пустотелый корпус с днищем в виде наклонной разделительной решетки, расположенные над решеткой вертикальные перегородки с пересыпными приспособлениями, образующие сепарационные каналы, приспособление перечистки мелкого продукта и патрубок отвода пылевоздушной смеси, расположенные в верхней части корпуса, загрузочный и разгрузочный патрубки и патрубок для подвода воздуха, размещенные в нижней части корпуса, приспособление перечистки выполнено в виде короба, установленного наклонно в направлении наклона разделительной решетки.

Недостатками данного классификатора так же, как и вышеперечисленных, являются недостаточно эффективное разделение и узкий диапазон границ фракционирования сыпучих материалов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является пневматической классификатор (Патент RU 2184000, В07В 4/08, опубл. 27.06.2002). Пневматический классификатор включает полый корпус с днищем в виде наклонной газораспределительной решетки, расположенные над решеткой вертикальные перегородки с пересыпными приспособлениями, образующие сепарационные каналы, узел перечистки мелкого продукта, патрубок отвода пылевоздушной смеси, расположенный в верхней части корпуса, загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубок для подвода воздуха, размещенный в нижней части корпуса, узел перечистки выполнен в виде вертикальных перегородок с пересыпными приспособлениями, которые расположены в полом коробе, примыкающем к верхней части корпуса классификатора и расположенном со стороны подачи исходного материала, под перегородками узел перечистки имеет газораспределительную решетку, которая с одной стороны расположена от короба на расстоянии, достаточном для образования канала для прохода смеси материала с воздухом в узел перечистки, а с другой стороны газораспределительная решетка связана с патрубком для возврата материала из узла перечистки в воздуховод для смешения с исходным материалом, подаваемым в классификатор.

Недостатком данного устройства является недостаточно высокая точность классификации материала, так как мелкие частицы частично выводятся из классификатора вместе с крупной фракцией.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение точности классификации материала, повышение эффективности и расширение диапазона фракционирования сыпучих материалов, предрасположенных к агломерированию частиц.

Поставленная задача решается с помощью пневматического классификатора, который включает полый корпус с днищем в виде наклонной газораспределительной решетки, расположенные над решеткой вертикальные перегородки, образующие сепарационные каналы, с пересыпными приспособлениями в виде полок, патрубок отвода пылевоздушной смеси, расположенный в верхней части корпуса, загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубок для подвода воздуха, размещенные в нижней части корпуса.

Пересыпные приспособления в виде полок установлены на вертикальных перегородках под острым углом между полкой и вертикальной перегородкой и направлены вверх созданного ими сепарационного канала с образованием щелевых проходов между вертикальной перегородкой и полкой, ширина щелевого прохода составляет не более 10% ширины сепарационного канала.

Предпочтительно верхние свободные концы пересыпных полок доходят до оси симметрии сепарационного канала и установлены в шахматном порядке.

Предпочтительно расстояние между ближними полками на противоположных вертикальных перегородках сепарационного канала равно ширине сепарационного канала.

Предпочтительно полки выполнены из того же материала, что и корпус классификатора, и концы полок закреплены путем сварки.

Предпочтительно полка выполнена волнообразной.

Предпочтительно полки выполнены из упругих материалов и установлены посредством упругого крепления на вертикальных перегородках сепарационного канала.

Предпочтительно имеется дополнительно узел перечистки мелкого продукта.

Предпочтительно газораспределительные решетки выполнены с возможностью изменения угла наклона.

В известных решениях (см. Патент RU 2313406, В07В 9/02, опубл. 27.12.2007) пересыпные полки служат для выравнивания эпюр скоростей и отвода разделяемого материала от пристеночной зоны в ядро потока.

В предлагаемом решении полки выполняют кроме вышеописанных функций отделение крупной фракции на полке и выведение ее из полки через щелевой проход между вертикальной перегородкой и полкой, то есть через щелевые проходы проходит дополнительная сепарация крупной фракции и последовательное поступление ее на нижерасположенные полки и выведение крупной фракции внизу классификатора.

Таким образом, на полках происходит отделение крупной фракции и ее пересып через щелевой проход на нижнюю полку, так как крупные частицы под действием зоны пониженного давления над полкой и гравитационных сил быстрее оказываются в пристеночной части вертикальных перегородок.

Часть материала снова попадает в ядро потока и продолжает движение в сепарационном канале и при этом происходит классификация материала в узком диапазоне.

На выходе патрубка с мелкой фракцией создают разрежение (например, вентилятором), который обуславливает в классификаторе движение воздушного потока снизу вверх.

Полки препятствуют возникновению хаотичных восходящих завихрений и создают условия для равномерного движения потока через сепарационные каналы. В каждом сепарационном канале на материал воздействуют следующие силы: 1 - гравитационная сила, 2 - сила аэродинамического сопротивления (Патент RU №2358813, В07В 4/02, опубл. 20.06.2009).

Выполнение полок с образованием щелевого прохода обеспечивает очень точное разделение материала по крупности.

Крупные частицы материала под воздействием зоны пониженного давления над полкой и гравитационных сил перемещаются к вертикальным перегородкам сепарационных камер и щелевым проходам, так как гравитационные силы для данных частиц преобладают над силами аэродинамического сопротивления со стороны воздушного потока.

Мелкие частицы под воздействием силы аэродинамического сопротивления вместе с воздушным потоком перемещаются в верхнюю часть сепарационного канала.

Газораспределительная решетка имеет возможность менять свой угол наклона в процессе классификации. За счет этого появляется дополнительная возможность регулировать время нахождения материала в классификаторе и высоту псевдоожиженного слоя материала над сеткой и, следовательно, находить оптимальные режимы классифицирования.

При использовании различных исходных материалов в виде слипшихся агломератов на полках и щелевых проходах агломераты частично разрушаются, частицы материала в зависимости от их размеров приобретают различные скорости и ориентировку по сечению воздуховода. Мелкие частицы движутся в верхних слоях, а крупные опускаются в нижние слои через щелевые проходы между полками и вертикальными перегородками. Этим достигаются более благоприятные условия для дальнейшего классифицирования.

Расстояние между ближними полками на противоположных вертикальных перегородках сепарационного канала может быть любым в зависимости от размеров классификатора. Для эффективного фракционирования в небольших классификаторах это расстояние может быть равно ширине сепарационного канала. Верхние свободные концы пересыпных полок доходят до оси симметрии сепарационного канала и устанавливают их в шахматном порядке.

Полки выполняют предпочтительно из того же материала, что и корпус классификатора, и концы полок закрепляют путем сварки на вертикальных перегородках с образованием щелевых проходов.

Полки могут быть выполнены из упругих материалов, что уменьшает вероятность налипания материала на вертикальные перегородки, и установлены посредством упругого крепления на вертикальных перегородках сепарационного канала.

Полки, образующие щелевой проход между вертикальными перегородками, могут быть выполнены волнообразными, что улучшает качество разделения материала..

Ширина щелевого прохода может изменяться в необходимом диапазоне, в зависимости от размера классификатора, предпочтительно составляет не более 10% ширины сепарационного канала.

Предлагаемое решение позволяет получить порошки определенного заданного фракционного состава с высокой производительностью.

Данный классификатор может работать в технологической линии непрерывного действия, в технологической линии прерывного действия, в полуавтоматической линии.

Таким образом, предлагаемая конструкция пневматического классификатора позволяет повысить эффективность фракционирования сыпучих материалов.

На предлагаемом классификаторе возможно эффективное классифицирование сыпучего материала, предрасположенного к агломерированию.

Изобретение поясняется чертежом.

На Фиг.1 показан общий вид классификатора, поперечный разрез и схема его работы.

Пневматический классификатор состоит из короба 1. В коробе 1 днище выполнено в виде наклонной газораспределительной решетки 2. Газораспределительная решетка 2 имеет возможность менять свой угол наклона α.

Внутри короба 1 классификатора размещены вертикальные перегородки 3, образующие сепарационные каналы 4. Пересыпные приспособления в виде полок 5 установлены на вертикальных перегородках 3 под острым углом между полкой 5 и вертикальной перегородкой 3 и направлены вверх созданного ими сепарационного канала 4 с образованием щелевых проходов 6 между вертикальной перегородкой 3 и полкой 5.

Для подвода первичного воздуха (ВП), вторичного воздуха (BBI) под газораспределительную решетку 2 установлены патрубки 7, 8 устройства для подвода воздуха 9, регуляторы расхода воздуха (РРВ) 10.

Для загрузки исходного материала (МИ), выгрузки и возврата крупного материала (МК) в смеси с мелким материалом (MM) обогащенной смеси установлены шлюзовые дозаторы 11.

После классификации материала в классификаторе смесь воздуха в основном с мелким материалом может подаваться при необходимости в аналогично выполненный узел перечистки.

Пылевоздушная смесь выводится из классификатора через патрубок 12. Первичная очистка воздуха от пыли осуществляется в циклоне 13, вторичная - в рукавном фильтре 14. Разрежение в классификаторе, движение пылевоздушной смеси через циклон 13 и рукавный фильтр 14 осуществляется вентилятором 15. Для вывода крупного материала из классификатора служит патрубок 16.

Классификатор работает следующим образом.

Через патрубок 7 подается первичный воздух (ВП), расход которого регулируется регулятором расхода воздуха (РРВ) 10. Шлюзовым дозатором 11 подается исходный материал (МИ) в патрубок 7. За счет эжектирования исходный материал (МИ) подхватывается первичным воздухом (ВП), подаваемым через патрубок 7, и движется на газораспределительную решетку 2, расположенную в коробе 1.

Вентилятором 15 создается разрежение в классификаторе. Через патрубок 8 в классификатор через газораспределительную решетку 2 подается вторичный воздух (BBI). При помощи регулятора расхода воздуха (РРВ) 10 устанавливается расход вторичного воздуха (BBI).

Исходный материал (МИ) попадает на газораспределительную решетку 2 короба 1. Материал приходит в псевдоожиженное состояние и провеивается воздушным потоком. Крупные частицы опускаются обратно на газораспределительную решетку 2 через щелевые проходы 6 между вертикальными перегородками 3 и полками 5. Мелкие частицы уносятся вверх. Крупный материал (МК) перечищается от мелкого во всех сепарационных каналах 4 короба 1 и через патрубок 16 шлюзовым дозатором 11 выводится из классификатора в его нижней части.

Для того чтобы исключить попадание мелкого материала в крупный с помощью расхода вторичного воздуха (BBI), расхода воздуха, создаваемого вентилятором 15, создаются скорости потока, незначительно превышающие скорости витания крупных частиц.

Добавка обогащенной смеси в исходный материал облегчает процесс классификации и повышает ее эффективность.

Мелкий материал (ММ) удаляется из классификатора через патрубок 12 и, проходя в виде пылевоздушной смеси (В+ММ) через циклон 13 и рукавный фильтр 14, отделяется от воздуха. Очищенный от пыли воздух выбрасывается в атмосферу.

Установка работает под разрежением, что исключает выделение пыли в окружающую среду.

Таким образом, предлагаемый пневматический классификатор позволяет эффективно производить разделение сыпучих материалов и расширяет диапазон их фракционирования.

Техническим результатом является повышение точности классификации материала, повышение эффективности и расширение диапазона фракционирования сыпучих материалов, предрасположенных к агломерированию частиц. Кроме того, увеличилась производительность классификации.

Изобретение относится к пневмоклассификации различных порошкообразных материалов, а более конкретно к классификации в многоколонных классификаторах, и может быть применено в химической и горной отраслях промышленности при обогащении полезных ископаемых и других отраслях промышленности. Пневматический классификатор включает полый корпус с днищем в виде наклонной газораспределительной решетки, расположенные над решеткой вертикальные перегородки, образующие сепарационные каналы, с пересыпными приспособлениями в виде полок, патрубок отвода пылевоздушной смеси, расположенный в верхней части корпуса, загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубок для подвода воздуха, размещенные в нижней части корпуса. Пересыпные приспособления в виде полок установлены на вертикальных перегородках под острым углом между полкой и вертикальной перегородкой и направлены вверх созданного ими сепарационного канала с образованием щелевых проходов между вертикальной перегородкой и полкой. Ширина щелевого прохода составляет не более 10% ширины сепарационного канала. Изобретение позволяет повысить эффективность, точность классификации материала и расширить диапазон фракционирования сыпучих материалов. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пневматический классификатор, включающий полый корпус с днищем в виде наклонной газораспределительной решетки, расположенные над решеткой вертикальные перегородки, образующие сепарационные каналы, с пересыпными приспособлениями в виде полок, патрубок отвода пылевоздушной смеси, расположенный в верхней части корпуса, загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубок для подвода воздуха, размещенные в нижней части корпуса, отличающийся тем, что пересыпные приспособления в виде полок установлены на вертикальных перегородках под острым углом между полкой и вертикальной перегородкой и направлены вверх созданного ими сепарационного канала с образованием щелевых проходов между вертикальной перегородкой и полкой, ширина щелевого прохода составляет не более 10% ширины сепарационного канала.

2. Пневматический классификатор по п.1, отличающийся тем, что верхние свободные концы полок доходят до оси симметрии сепарационного канала и полки установлены в шахматном порядке.

3. Пневматический классификатор по п.1, отличающийся тем, что расстояние между ближними полками на противоположных вертикальных перегородках сепарационного канала равно ширине сепарационного канала.

4. Пневматический классификатор по п.1, отличающийся тем, что полки выполнены из того же материала, что и корпус классификатора, и концы полок закреплены путем сварки.

5. Пневматический классификатор по п.1, отличающийся тем, что полка выполнена волнообразной.

6. Пневматический классификатор по п.1, отличающийся тем, что полки выполнены из упругих материалов и установлены посредством упругого крепления на вертикальных перегородках сепарационного канала.

7. Пневматический классификатор по п.1, отличающийся тем, что имеется дополнительно узел перечистки мелкого продукта.

8. Пневматический классификатор по п.1, отличающийся тем, что газораспределительные решетки выполнены с возможностью изменения угла наклона.