Способ классификации высокодисперсных материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК B07B7/83 

Изобретение относится к технике разделения порошкообразных материнлов на крупную и мелкую фракции относительно граничного размера частиц и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, связанн5)Х с переработкой порошкообразных материалов.

Цель изобретения - повышение точности классификации за счет регулирования потоков газа по величине и направлению.

Физическая сущность способа заключается в том, что при разделении высокодисперсного материала в закрученном пылегазовом потоке, направленном к центру вращения, на частиц диаметром S действует сила аэроди-намического сопротивления в соответствии с законом СтоксаF, (.,(1)

где п - динамический коэффициент

вязкости газа; .

U,V|.- радиальные компоненты скорости газа и частиц соответственно.

С другой стороны на эту же частицу вследствие ее вращения вокруг оси объема разделения с окружной

действует

Ч

компонентой скорости центробежная сила

(2)

Р Ч S8-6

где р

плотность материала частитцы;

R радиус, на котором вращается частица.

При равенстве центробежной и аэродинамической сил частицы граничного размера движутся по равновесным траекториям и для них Vp О, Для мелких частиц высокодисперсных материалов окружная .компонента скорости частиц совпадает с окружной компонентой скорости газа ц )(.. Приравнивая значение аэродинамической (1) и центробежной (2) сил и проводя соответствующие преобразования, получают для частиц граничного размера

Ur-R 18 г

5гр(3)

Р и рт

Так как изменения динамической вязкости газа в объеме разделения незначительны, при классификации

96040 2

конкретного материала с заданной плотностью комплекс° /г) const. Для того, чтобы выполнялось . равенство центробежной и аэродинамической сил для частиц граничного размера во всем объеме разделения

необходимо II п с г ОГР

рт сопб1. С )

и:

.ц, 82

10 Необходимое для повьшения точности разделения постоянство комплекса 2 во всем объеме разделения в соответствии с формулой (4) достигается подачей нескольких регулируемых потоков. Регулированием величины потока газа,, подаваемого с периферии объема разделения, и направления к радиусу, с учетом скорости вращения границ объема разделения, обеспечивается постоянство комплекса

/(J(o входе в объем разделения. Подавая и регулируя потоки через вращающиеся границы объема разделения достигают корреляции радиальной

25 и окружной компонент скорости газа по высоте и радиусу объема разделения, создавая постоянным отношение, произведения компоненты скорости суммарного потока на текущий

JQ радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного раз--: мера частиц во всем объеме разделения.

Таким образом, постоянство компI) R/ 7 лекса т /ц в осевом и радиальном

направлениях обеспечивает равенство центробежной и аэродинамической сил, действующих на частицы граничного размера во всем объеме разделения, а это, в ивою очередь, уменьшает влияние турбулентных пульсаций или других случайных факторов на процесс разделения высокодисперсных материалов, что обеспечивает

высокую эффективность классификации. 45

Способ осуществляют следующим образом.

На периферии вращающегося объема разделения подают закрученный воздушный поток с окружной компо-. нентой скорости, равной местной скорости вращения границ объема разделения . Подаваемый порошкообразный материал закручивают с той же 5 окружной скоростью и-подают на

периферию вращающегося объема разделения. Величину воздушного потока на входе в объем разделения устанавливают такой, что для граничного размера частиц выполняется равенство центробежной и аэродинами ческой сил на входе в объем разделе ния. Для обеспечения постоянства отношения произведения радиальной компоненты скорости суммарного пото ка на радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всем объеме разделения регулируют по величине и направлению потоки газа С помощью изменения расхода воздуха и углов направления воздушных потоков через вращающиеся границы объема разделения. Частицы крупнее граничного размера под действием центробежной силы выносятся из объема разделения, а мелкие частицы под действием аэродинамической силы увлекаются внутрь объема разделения и выносятся в мелкий продукт. Происходит качественное разделение порошка на две фракции: крупную и мелкую- относительно граничного размера частиц. На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез В-В на фиг.1. Устройство включает корпус 1 с воздухораспределительной камерой 2, систему подачи воздуха с установлен ными в нижней части камеры равномер но распределенными по окружности двенадцатью поворотными соплами 3 с заслонками 4, профилированные полые верхний 5 и нижний 6 диски,закрепленные на полом валу 7 с подшипнико вым узлом 8. На внутренних профилированных поверхностях дисков 5 и 6 концентрически расположены кольцевые щели 9. Для подачи воздушных потоков в классификатор служит реси вер 10 с вентилями 11, соединенными через отверстия с полым валом 7 и полыми дисками 5 и 6 и 12, соединенными с газораспределительной камерой 2, а для подачи воздуха в ниж ний профилированньй диск и вьшода м кой фракции вместе с воздухом - газораспределительная шайба 13. Загрузка исходного материала осу ществляется через патрубок 14, вьшо кр ттной фракции разделения через патрубок 15, а вьшод мелкой фрак40ции вместе с воздухом через патрубок 16. Воздугано-центробежньш классификатор работает следующим образом. С помощью поворота сопел 3 и установкой заслонок 4 величину воздушного потока устанавливают так, что для граничного размера частиц на входе в зону разделения окружная компонента скорости газа равняется местной скорости вращения границ зоны разделения и выполняется постоянным отношение произведения радиальной компоненты скорости потока на входной радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа по высоте зоны разделения,. Исходный материал подают в загрузочный патрубок 14. Порошок равномерно через кольцевой зазор между крышкой корпуса 1 и подшипниковым узлом 8 поступает на верхний польй профилированный диск 5 ротора и приобретает окружную компоненту скорости частиц, равную окружной компоненте газового потока и скорости вращения границ верхнего и нижнего дисков на входе в зону разделения. Далее порошкообразный материал через кольцевой зазор между верхним профилированным диском 5 и воздухораспределительной камерой 2 поступает в зону разделения, на входе которой вьшолняется равенство центробежной и аэродинамической сил для частиц граничного размера. Для обеспечения постоянным отношение произведения радиальной компоненты скорости суммарного потока на радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граНИ11НОГО размера частиц во всей зоне разделения изресивера 10 по полому валу 7 ротора, полости дисков 5 и 6 и кольцевые щели 9 подают воздушные потоки, регулируя с по- мощью вентиля 11 величины окружной и радиальной компонент скорости несущей среды. Частицы с размерами, большими граничного, выносятся центробежными силами из зоны разделения и поступают к разгрузочному патрубку 15. Мелкие частицы, вращающиеся со скоростью, равной окружной скоростивоздушного потока, увлекаются воздушным потоком внутрь ротора и через газораспределительную шайбу 13 поступают в патрубок 16.

1.Способ классификации высокодисперсных материалов в поле действия противоположно направленных центробежной и аэродинамической сил, создаваемых потоками газа в объеме разделения, о тличающийс я тем, чтр, с целью повышения точности классификации за счет регулирования потоков газа по величине и направлению, отношение произведения радиальной компоненты скорости суммарного потока газа и частиц на радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всем объеме разделения поддерживают постоянным. 2.Устройство для классификации высокодисперсных материалов, включающее корпус с соплами, верхний и нижний профилированые полые диски, системы подачи воздуха с патрубками, приспособления для за- ; § грузки исходного материала, разгрузки крупной фракции и вьшода азро(Л смеси с мелкой фракцией, отличающееся тем, что на внутренней поверхности дисков выполнены щели, а полость дисков соединена с системой подачи воздуха. , 3,Устройство по п.2, о т л и чающееся тем, что сопла установлены с возможностью поворота и снабжены заслонками. ;0 Oi