Гравитационный пневматический классификатор Советский патент 1987 года по МПК B07B4/02 

линии м.б, изменен поворотом ПЭ 3 относительно друг друга вокруг продольной оси Ш 1. Исходный М подается через течку 4 в L4 1, где создается восходящий воздушный поток, движущийся по винтовой траектории через отверстия ПЭ 3. На частицы, перемещающиеся

1

Изобретение относится к классификации сыпучих материалов в восходяще потоке воздуха и предназначено для разделения материалов с максимальным размером частиц до 10 мм на два продукта по граничному зерну 0,2-5 мм.

Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления и габаритов классификатора за счет выполне- НИН конусообразными пересыпными элементами функции закручивания потока.

На фиг.1 изображен пневматический классификатор, общий вид; на фиг.2 - пересыпные элементы, аксонометрия; н фиг.З - схема расположения пересыпных элементов в шахте классификатора

Пневматический классификатор состоит из сепарационной цилиндрической шахты 1, собранной из последователь- но соединенных секций 2 с конусообразными пересыпными элементами 3, течки 4 и питателя 5 для подачи материала в шахту , бункера 6 для сбора крупного продукта, циклона 7 для улавливания мелкого продукта с бункером 8 и вентилятора 9 для создания восходящего воздушного потока.

Пересыпной элемент представляет собой усеченную коническую поверхность 10, плоскость нижнего основания отверстия ) 11 которой образована срезом, косым по отношению к предельной оси шахты, и расположена под уг- лом л к горизонтам, а центр нижнего основания 11 смещен относительно продольной оси шахты и расположен по винтовой линии, закрученной вокруг этой оси с шагом Н. Шаг винтовой ли- НИИ может быть изменен поворотом элементов 3 относительно друг друга вокруг продольной оси цилиндрической шахты 1.

в криволинейном потоке, одновременно с силами гравитации действуют центробежные силы. Величина центробежных сил, а значит и угол наклона нижнего основания ПЭ 3 и шаг винтовой линии, зависят от требуемой границы разделения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Конструкция и взаимное расположение пересыпных элементов 3 предназначены для закрутки воздушного потока и оказания центробежного воздействия на частицы .материала. Наклонные нижние отверстия 11 конусов 3 образуют в шахте аппарата 1 винтовой канал, по которому вынужден двигаться воздушный поток, так как остальная часть шахты перекрыта поверхностью конических элементов 3.. Проходя между наклонными отверстиями 11 соседних конусов 3, поток поворачивается как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, т.е. двигается по криволинейной траектории и сообщает частицам материала центробежные силы. Величина центробежных сил, а значит и угол наклона oi нижнего основания 1 конусов 3 и шаг винтовой линии зависят от требуемой границы разделения. Экспериментально установлено, что наибольшей эффективности классификации при различных границах соответствуют различные значения oi и Н. При повышенных границах разделения необходимо увеличивать шаг Н и уменьшать угол об (т.е. снижать центробежное воздействие), а при уменьшении границы наоборот. Это объясняется тем, что чем меньше граница разделения, тем меньше скорость потока, и для сообщения достаточного центробежного воздействия требуется увеличить закрутку потока. Комбинирование различных значений шага Н и угла oi позволяет достигать высокой эс})фективности разделения ( 5 ту/г 70%) во всем диапазоне границ от О,1 до 5 мм.

Пневматический классификатор работает следующим образом.

Исходный материал подается питателем 5 через течку 4 в шахту аппарата 1, где вентилятором 9 создается восходящий воздушныр поток, двищужю ся по винтовой траектории через наклонные отверстия 11 конусообразных пересыпных элементов 3. На частицы, перемещающиеся в криволинейном потоке, одновременно с силами гравитации действуют центробежные силы. Крупные и доли приграничных классов частиц отводятся центробежными силами к стенкам секции 2, а мелкие и другая часть приграничных частиц увлеЛают- ся потоком и выносятся через отверстие 11 конуса 3 в вьшерасположенную секцию 2. Материал, отброшенньй к стенкам секции 2, концентрируется в нижней части пересыпного элемента 3 у отверстия 11, где крупные частицы за счет большой силы гравитации (тя- жести) проскакивают в нижнюю секцию 2, а мелкие возвращаются потоком в верхнюю секцию 2, где процесс разделения повторяется. Окончательный мелкий продукт классификации выделя- ется в циклоне 7 и попадает в бункер 8, а крупный продукт собирается в бункере 6.

Таким образом в одной секции пневматического классификатора организу- ется воздействие как центробежных, так и гравитационных сил на частицы материала, т.е. одна секция предлагаемого классификатора заменяет собой две секции известного, где цент- робежные силы действуют только в секции с винтовой поверхностью. При этом в 2 раза снижаются габариты шахты по высоте, так как исключаются секции с винтовой поверхностью, а эф фективность разделения не уменьшается.

Общее гидравлическое сопротивление прототипа складывается из суммы сопротивлений винтовых поверхностей и конусов, в то время как у предлагаемого аппарата только из сопротивлений конусообразных элементов. Сопротивления конических элементов обеих конструкций соизмеримо, а сопро- тивление винтовой поверхности по сравнению с конусами больше, так как конический элемент оказывает только местное сопротивление за счет сужения и поворота потока. Сопротивление трения конической поверхности в отличие от винтовой мало, потому что коническая поверхность гладкая и воздущныи поток мало контактирует с ней, так как раскрытие потока на полное сечение (соприкосновение со стенками) после сужения происходит не сразу, а на некотором расстоянии, которое соизмеримо с высотой конического элемента.

С целью определения технологических показателей работы известного и предлагаемого классификаторов были проведены сравнительные испытания этих аппаратов. Исходным материалом для испытаний являлся гранулированный хлористый калий и техническая соль.

Модель прототипа состояла из восьми цилиндрических секций, в которых устанавливали по четыре конических и винтовых пересыпных элемента. Классификатор был двух модификаций: первый - из четырех секций, второй - из восьми с конусообразными элементами новой конструкции. Размеры секций всех аппаратов одинаковы, диаметр 100 мм, высота 100 мм.

При испытаниях ставились следующие задачи: сравнение гидравлическог сопротивления и эффективности классификации известного и предлагаемого классификаторов в диапазоне границ разделения 0,2-5 мм, а также определение конструктивных параметров конусообразных пересыпных элементов, которые обеспечили бы наибольшую эффективность разделения, - угла наклона плоскости нижнего основания конуса к горизонту и взаимного расположения пересыпных элементов, шага винтовой линии, образуемой центрами наклонных нижних отверстий конусов.

Сравнительная характеристика гидравлического сопротивления и эффективности разделения классификаторов приведена в табл.1.

Максимальная эффективность разделения и соответствующая ей граница разделения, достигаемые при различны углах наклона плоскости основания конуса и шага винтовой линии (рассматриваемый аппарат из 2 4-х секций), приведены в табл.2.

По результатам сравнительных испытаний установлено, что гидравлическо сопротивление предлагаемого классификатора при одинаковом количестве

513

секций с прототипом меньше на 20-25%, в то время как эффективность разделения на 10-15% вьше. При одинаковой эффективности разделения гидравлическое сопротивление предлагаемого классификатора в 2-2,5 раза меньше и высота шахты (число секций) при этом в 2 раза меньше.

Комбинируя различные соотношения конструктивных параметров пересыпньк элементов и их взаиморасположения, можно достичь высокой эффективности разделения (70%) во всем диапазоне границ 0,2 до 5 мм. При увеличении границы разделения необходимо увеличивать шаг винтовой линии и снижать угол наклона основания конуса к горизонтам.

Формула изобретения

1. Гравитационный пневматический классификатор, включакнций цилиндри

Гидравлическое сопротивление, пА, в классификаторе

известном

предлагаемом

8 секций

4 секции

940 1080 1290 1510 1700 1980 2470

770 850

J040 1300 1490 1680 1900

516

ческую шахту с последовательно установленными в ней меньшими основаниями вниз конусообразньми пересьтными элементами, отличающийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления и габаритов классификатора за счет выполнения конусообразными пересыпньми элементами функции закручивания потока, нижнее основание каждого конусообразного пересыпного элемента образовано срезом, косым по отношению к продольной оси цилиндрической шахты, а центры оснований смещены относительно продольной оси цилиндрической шахты и расположены по винтовой линии, закрученной вокруг этой оси.

2. Классификатор по п.1, отличающийся тем, что конусообразные пересьшные элементы установлены с возможностью поворота относительно друг друга вокруг продольной оси цилиндрической шахты.

Таблица I

Эффективность разделения по Эде- ру-Майеру, %, в классификаторе

известном

предлагаемом

8 секций

4 секции

380

450 530 600 760 980 500

64

66

66,0

63,0

62,5

62

62,5

75,6 76

77,5 73,0 75,0 74,5 76,5

63,5 65,0 63,5 64,0 63,0 62,5 64,0

362,1/2,66 63,0/1,65 71,0/0,54 71,1/0,23

463,9/3,76 68,4/2,83 69,0/1,24 64,3/0,46 370,6/4,81 67,9/3,55 63,4/2,47 63,0/1,07

Таблица 2

фиг.2

ф / /

Редактор Э.Слиган

Составитель Ю.Правоторов Техред Л.Олийнык

Заказ 4074/10 Тираж 538Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фирЗ Корректор М.Шароши

Изобретение относится к области классификации сыпучих материалов (М) в восходящем потоке воздуха и предназначено для разделения М с макс. размером частиц до 10 мм на два продукта по граничному зерну 0,2-5 мм. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления и габаритов классификатора за счет выполнения конусообразными пересыпными элементами (ЦЭ) 3 функции закручивателя потока. Они последовательно установлены в цилиндрической шахте (Ш) 1 меньшими основаниями вниз. Нижнее основание каждого ЦЭ 3 образовано срезом, косым по отношению к продольной оси Ш 1. Центры оснований смещены относительно продольной оси Ш 1 и расположены по винтовой линии, закрученной вокруг зтой оси. Шаг винтовой б (Л возду} :/: :о :л Фш