Устройство для разделения порошков Советский патент 1990 года по МПК B07B7/08 

Изобретение относится к технике разделения порошков узкодисперсного состава с помощью газовых потоков и может быть использовано в порошковой металлургии, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности сепарации за счет интенсификации процесса разделения.

На фиг. 1 изображена вихревая камера, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Вихревая камера состоит из винтового закручивателя 1 газа, под которым установлена камера 2 сепарации, выполненная из пакета улиткообразных корпусов 3-5, имеющих, соответственно, острые кольцевые кромки 6-8. Дно камеры 2 выполнено из улиткообразного корпуса 9 с винтовой поверхностью 10 и пластиной 11. Корпуса 3-5 и 9 соединены со сборниками готовых продуктов (не показаны). Диаметр корпусов 3-5 и 9 уменьшается сверху вниз. Закручиватель 1 и камера 2 сепарации стянуты по оси шпилькой 12 и гайкой 13. Закручиватель 1 газа содержит входной канал 14, сопрягаемый с винтовой поверхностью 15, продолжением которой служит пластина 16. К этой пластине прикреплены продольные перегородки 17- 19 входного канала 14. В винтовой поверхности 15 выполнены кольцевые канавки, заполненные кольцами 20 и 21, а в радиальные зазоры этих колец вставлены цилиндрические ленточные ребра 22-25. Во входной канал 14 вставлена трубка 25 подачи порошка, прикрепленная к площадке 27 для порошкового питателя. Выходная часть трубки 26 приплюснута и прижата к ленточному ребру 22. Входной канал 14 закручивателя 1 снабжен диффузором 28, а сечение его прямоугольное, так как он сопрягается с винтовой поверхностью 15. Высота канала 14 h равна шагу i винтовой поверхности 15, а ширина b равна толщине газового потока S.

Вихревая камера работает следующим образом.

Все выходные каналы подсоединяются через осадители фракций порошка (например, циклоны) к всасывающему патрубку вентилятора. На площадку 27 устанавливается порошковый питатель, подающий порошок в трубку 26. Воздух всасывается во входной канал 14 и в трубку 26. Продольные перегородки 17-19 создают неравномерность скорости входа воздуха в вихревую камеру по радиусу - чем дальше от оси камеры, тем скорость больше, а радиальное ускорение остается постоянным - это придает вихревому потоку устойчивость. Входящий в вихревую камеру поток воздуха заворачивается цилиндрическими ленточными ребрами 22- 25 и, двигаясь вдоль винтовой поверхности 15, формирует невозмущенный, вихревой поток. Из торца трубки 26 в этот поток вводится порошок, смешанный с воздухом, всасываемым в эту трубку с ее внешнего торца. Частицы порошка прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности ленточного ребра 22 и, срываясь с его кромки,

начинают свободный полет в камере сепарации. Траектория их пролета к стенке камеры определяется сложением осевой и радиальной составляющих скорости. Осевая составляющая скорости Кг задается осевой скоростью вихревого потока. Радиальная составляющая скорости задается радиальным ускорением аг и силой вязкостного сопротивления газа по закону Стокса. Совместное действие всех этих факторов выражено следующим уравнением

d. dl$2

d

где d, - эквивалентный диаметр тех частиц порошка, траектория движения которых в камере сепарации заканчи- 0вается на острой кромке t -ой кольцевой щели;

2 - осевая координата этой траектории, измеряемая от точки входа частиц порошка в вихревой поток газа; 5т - радиальная координата той же траектории;

г) - динамическая вязкость газа; Vz - осевая составляющая скорости вихревого потока газа; р - плотность частиц порошка; 0 а, - радиальное ускорение частиц диаметром di.

Согласно этому уравнению, угол наклона траектории частицы относительно оси вихревой камеры прямо пропорционален квадрату ее диаметра. Поэтому в камере се- 5 парации происходит четкое пространственное разделение частиц по их диаметру. Острые кольцевые кромки 6-8 служат границами разделения частиц на фракции - на них заканчиваются спирально-конические траек- 0 тории 29-31 частиц граничных диаметров. Линии 29-31 - это образующие конических поверхностей разделения частиц на фракции. Диаметры этих граничных частиц - границы фракции вычисляются по приведенному уравнению. Первая кольцевая кромка 6 5 отсекает крупную хвостовую фракцию порошка, последняя 8 - мелкую хвостовую фракцию, а средняя 7 разделяет среднюю фракцию на две узких фракции.

Пример. Задается: кг/м3 (кварц) Ti 1810-6 кг/м-с (воздух); ,636 м/с; 0 м/с2. Получаем

55

Ф1

di, м

где г - порядковый номер острой кромки, разделяющей две соседние фракции.

Формула изобретения

1.Устройство для разделения порошков, включающее закручйватель газа с входным каналом, установленный над камерой сепарации, загрузочное приспособление, соеди- ненное с ззкручивателем газа, сборники готовых продуктов расположенные в камере сепарации, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации за счет интенсификации процесса разделения, закручиватель газа выполнен в виде диска с винтовой поверхностью на торце, входной канал закручивателя газа расположен по касательной к его винтовой поверхности и выполнен прямоугольного сечения, а высота его равна шагу винтовой поверхности, камера сепарации выполнена в виде пакета расположенных друг над другом улиткообразных корпусов с внутренними кольцевыми кромками, при этом диаметр улиткообразных корпусов уменьшается сверху вниз, выходы улит- кообразных корпусов соединены со сборниками готовых продуктов, дно нижнего улиткообразного корпуса выполнено в виде винтовой поверхности, а загрузочное приспособление расположено внутри входного канала закручивателя газа.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено цилиндрическими ленточными ребрами и кольцами, установленными на винтовой поверхности закручивателя газа, причем торцы ленточных ребер примыкают к входному каналу закручивателя

Q 5 п

5

0

газа, и пластиной, установленной горизонтально под входным каналом закручивателя газа и отделяющей полость входного канала от камеры сепарации, а винтовая поверхность закручивателя газа и дно нижней улиткообразной камеры выполнены в виде одного витка.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено вертикально установленными на пластине во входном канале закручивателя газа перегородками, примыкающими торцами к ленточным ребрам.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что загрузочное приспособление выполнено в виде трубки с сужающимся в сторону движения порошка торцом, примыкающим к внутренней поверхности первого от оси закручивателя газа ленточного ребра.

5.Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной пластиной, установленной на винтовой поверхности дна нижней улиткообразной камеры над ее выходным каналом прямоугольного сечения и отделяющей полость этого канала от камеры сепарации.

6.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено диффузором, установленным у входного канала закручивателя газа.

7.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера сепарации выполнена в виде пакета соосных деталей и узлов, стянутых резьбовым стержнем, расположенным по ос;: ка меры.

Изобретение относится к технике разделения порошков узкодисперсного состава с помощью газовых потоков и может быть использовано в порошковой металлургии, химической и др. отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности сепарации за счет интенсификации процесса разделения. Устройство состоит из закручивателя газа 1, камеры сепарации (КС) 2, выполненной из пакета улитообразных корпусов 5, 9 с внутренними кольцевыми кромками 6. Дно корпуса 9 и закручивателя 1 выполнены из винтовых поверхностей 10 и 15. На закручивателе 1 установлен входной канал (ВК), который расположен по касательной к поверхности 15, имеет прямоугольные сечения и его высота равна шагу поверхности 15. Диаметры корпусов 3-5 и 9 уменьшаются сверху вниз, а их выходы соединены со сборниками готовых продуктов. На закручивателе 1 под ВК установлена пластина 15 с перегородками 17-19. На поверхности 15 выполнены кольцевые канавки, в которых закреплены с помощью колец 20 и 21 цилиндрические ребра. В КС 2 в корпусе 9 установлена пластина 11. Загрузочное приспособление выполнено в виде трубки с суживающимся в сторону движения порошка каналом, примыкающим к внутренней поверхности ребра. Трубка снабжена диффузором 28. Корпусы 3, 5 и 9 и закручиватель 1 стянуты по оси КС 2 шпилькой 12 с гайкой 13. Входящий в КС 2 поток воздуха заворачивается ребрами, двигаясь по поверхности 15. Исходный материал из трубки, попадая в вихревой поток, поступает в КС 2, где в зависимости от крупности его частицы движутся по различным траекториям. В верхний корпус 3 через кромку 6 поступают крупные частицы, в нижние корпусы - более мелкие. Газ с тонкими частицами удаляется из КС 2 через винтовую поверхность 10. 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

ШигЗ

ХД5