МНОГОПРОДУКТОВЫЙ КЛАССИФИКАТОР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2023 года по МПК B07B4/02 

Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов в газовых потоках и может быть использовано в строительной, химической, горнообогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для многопродуктового фракционирования сыпучих материалов по крупности.

Известен многопродуктовый классификатор (BY 3970 C1, 30.06.2001) и

пневматический многопродуктовый классификатор (RU 2313406 C2, 27.12.2007), имеющие несколько сепарационных модулей, установленных один выше другого. Данные классификаторы имеют общий патрубок отвода воздушного потока и несколько сепарационных каналов, имеющих окна подачи воздуха. На данных классификаторах можно получать несколько сыпучих продуктов, крупность разделения которых регулируется величиной расхода воздуха в сепарационных каналах. Сложность конструкций аппаратов и наличие нескольких регулируемых подсосов затрудняют настройку классификаторов и приводит к колебаниям границ разделения при изменении производительности питания, что снижает эффективность разделения.

Известен классификатор порошкообразных материалов (АС СССР 933128, B07B4/08, бюл. № 21, 1982), включающий наружный и внутренние цилиндрическо-конические корпусы и закручивающие лопатки. Недостатком этой конструкций является ограничение по крупности получаемых продуктов и резкое снижение эффективности разделения при повышении расходной концентрации.

Наиболее близким к предлагаемому является воздушный классификатор сыпучих материалов (RU 2758280 C1, B07B4/02, опубл. 28.10.2021 Бюл. № 31), включающий классификационную шахту, патрубок подачи исходного сыпучего материала, распределитель исходного сыпучего материала и патрубки для вывода крупной и мелкой фракций, отличающийся тем, что снабжен системой жестко закрепленных между собой соосных, обращенных основанием вверх, усеченных пирамид, образующих по периметру щелевые зазоры, при этом периметр каждой нижерасположенной пирамиды меньше верхней, а распределитель исходного материала, выполненный в виде обращенной основанием вверх пустотелой пирамиды, жестко и соосно закреплен над системой соосных усеченных пирамид.

Недостатком прототипа является ограничение в получении более двух продуктов за один прогон исходного материала, а также снижение качества разделения при пирамидальной конструкции распределителя исходного материала, имеющего малое количество сторон. Это обусловлено тем, что при подаче насыпной купол исходного материала имеет форму конуса с углом, равным динамическому углу естественного откоса материала, а распределитель – форму многоугольника. На фиг. 1 показана подача материала на трехстороннюю пирамиду. Очевидно, что основная масса материала будет скатываться в основном по центру сторон пирамиды, обуславливая неравномерное распределения сыпучего материала по сепарационной поверхности. Часть сепарационной поверхности, незадействованная сыпучим материалом обуславливает неравномерность эпюры воздушного потока, что приводит к колебаниям локальных границ разделения и снижению качества получаемых продуктов.

Предлагаемое техническое решение направлено на увеличение количества одновременно получаемых продуктов разделения за счет организации нескольких независимых сепарационных каналов при помощи внутренних вертикальных перегородок и индивидуальных отводов воздушного потока, а также повышению качества разделения частиц по крупности благодаря равномерному распределению разделяемого порошка по сепарационной поверхности за счет установки на распределителе бортов в виде сегментов круга, радиус которых зависит от угла динамического угла естественного откоса исходного материала.

Предлагаемое изобретение поясняется рисунками:

На фиг. 2 представлена конструкция воздушного классификатора и схема его работы.

На фиг. 3 показан вид сверху трехстороннего пирамидального классификатора.

Классификатор (фиг. 2, фиг. 3) включает питатель подачи исходного материала 1, классификационную шахту 2, систему жестко установленных соосных усеченных пирамид 3, распределитель 4 исходного материала, борта распределителя 5, патрубки 6 отвода воздушного потока, содержащего мелкие фракции, циклоны 7, патрубки 8, предназначенные для разгрузки крупных фракций и вертикальные перегородки 9, позволяющие организовать несколько независимых сепарационных каналов в одном корпусе. Внутренние грани пирамид и щелевые зазоры между ними образуют сепарационную поверхность.

Устройство работает следующим образом. Исходный материал через патрубок 1 подается на распределитель 4 с бортами 5 и заполняет его. После того как, угол насыпного купола материала на распределителе превысит динамический угол естественного откоса материала, частицы исходного материала начнут равномерно пересыпаться через борта 5 по его периметру, попадая на скатные грани соосных пирамид 3. Это обеспечивает равномерную подачу исходного материала на сепарационную поверхность. Вследствие того, что периметр каждой нижерасположенной пирамиды меньше верхней, частицы материала многократно перекатываются по сепарационной поверхности вниз до разгрузочного патрубка. Благодаря наличию вертикальных перегородок 9 воздушный поток попадает в каждый независимый сепарационный канал как через патрубки 8, так и попутно с исходным материалом. Расход воздуха регулируется индивидуально для каждого сепарационного канала, обеспечивая различные границы разделения. Мелкие частицы через патрубки 6 выносятся в индивидуальные циклоны 7, крупные зерна скатываются с сепарационной поверхности в патрубки 8. Так на трехгранном классификаторе можно получать от двух до шести различных фракций материалов, объединяя при необходимости крупные или мелкие продукты разделения.

Геометрические размеры бортов 5, представляющих собой сегменты круга вычисляются следующим образом. Если известно количество граней пирамид n и их длина a, можно найти радиус описанной окружности пирамиды и радиус вписанной окружности . Для каждого сыпучего материала можно определить динамический угол естественного откоса ϕ. Тогда высота борта (сегмента круга) будет равна а радиус сегмента

Предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность фракционирования сыпучих материалов за счет конструкции распределителя с бортами, размеры которых определяются динамическим углом естественного откоса сыпучего материала, позволяющей равномерно подавать исходный материал на сепарационные поверхности независимых сепарационных каналов, разделенных вертикальными перегородками и получать одновременно несколько различных по размеру фракций сыпучих материалов.

Предложенное изобретение относится к области разделения сыпучих материалов в газовых потоках и может быть использовано в строительной, химической, горнообогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для многопродуктового фракционирования сыпучих материалов по крупности. Многопродуктовый классификатор сыпучих материалов включает классификационную шахту, снабженную системой жестко закрепленных между собой соосных, обращенных основанием вверх, усеченных пирамид, образующих по периметру щелевые зазоры, патрубок подачи исходного сыпучего материала, распределитель исходного сыпучего материала. Пирамиды внутри общего корпуса разделены вертикальными перегородками с образованием нескольких независимых сепарационных каналов со своими патрубками отвода воздушного потока и патрубками отвода крупных фракций сыпучего материала. По периметру распределителя установлены вертикальные борта в виде сегментов круга. Технический результат - повышение эффективности фракционирования сыпучих материалов, увеличение количества одновременно получаемых продуктов разделения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Многопродуктовый классификатор сыпучих материалов, включающий классификационную шахту, снабженную системой жестко закрепленных между собой соосных, обращенных основанием вверх, усеченных пирамид, образующих по периметру щелевые зазоры, патрубок подачи исходного сыпучего материала, распределитель исходного сыпучего материала, отличающийся тем, что пирамиды внутри общего корпуса разделены вертикальными перегородками с образованием нескольких независимых сепарационных каналов со своими патрубками отвода воздушного потока и патрубками отвода крупных фракций сыпучего материала, а по периметру распределителя установлены вертикальные борта в виде сегментов круга.

2. Классификатор по п. 1, отличающийся тем, что высота сегмента круга определяется по формуле

,

а радиус окружности сегмента по зависимости

,

где a – длина стороны основания пирамиды;

n – число граней пирамиды;

ϕ – динамический угол естественного откоса сыпучего материала.