Способ классификации порошков Советский патент 1992 года по МПК B07B4/08 

Изобретение относится к технике классификации полидисперсных материалов по размеру частиц и может быть использовано в порошковой металлургии, производстве синтетических алмазов и других отраслях промышленности, преимущественно для разделения тонких порошков на ряд узких фракций.

Известен способ классификации порошков, включающий подачу исходного материала на сито и продувку его снизу газовым потоком.

Недостатком способа является низкая эффективность разделения, вызванная закупоркой отверстий сит крупными частицами классифицируемого материала.

Наиболее близким к изобретению является способ разделения сыпучих материалов по крупности, включающий введение исходного порошка на ситовое полотно, установленное в замкнутом объеме, продувку его снизу газовым потоком с последующим удалением продуктов разделения и подачу в подситовой газовый поток крупнозернистых дополнительных частиц.

Дополнительные частицы подхватываются потоком и движутся по направлению к ситовой поверхности. При соударении с ней ячейки сита частично очищаются, что приводит к повышению качества разделения.

Однако в процессе разделения на поверхности сита скапливается крупный порошок, препятствующий выходу мелких частиц, что снижает интенсивность процесса и качество получаемых продуктов. Не все, из застрявших в ячейках сита, зерна порошка выбиваются оттуда крупнозернистыми частицами. Часть из них от ударов измельчается, в результате чего фракционный соч

ел ел ю N

00

став нижнего продукта изменяется, что также снижает качество разделения. Кроме того, для подачи крупнозернистого материала к поверхности сита необходима высокая скорость газа. Частые удары крупных час- тиц о ситовое полртно приводят к его ускоренному износу. В результате снижается экономичность процесса разделения,

Целью изобретения является повышение качества классификации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе классификации порошков, включающем введение порошка на ситовое полотно, установленное в замкнутом объеме, подачу дополнительных частиц, продувку порошка и дополнительных частиц снизу газовым потоком, приведение их во взвешенное состояние, разделение на фракции и вывод разделенных продуктов, дополнительные частицы подают на ситовое полот- но, при этом в качестве дополнительных частиц используют частицы со скоростью витания, в 20-90 раз большей, чем скорость витания граничных зерен порошка, скорость газового потока устанавливают равной скорости витания граничных зерен порошка, а вывод продуктов осуществляют по периферии замкнутого объема.

Подача на ситовое полотно, установленное в замкнутом объеме, дополнительных частиц со скоростью витания, в 20-90 раз большей скорости потока и скорости витания граничных зерен порошка, приводит к равномерному распределению смеси разделяемого материала и дополнительных ча- стиц по высоте замкнутого объема, что позволяет уменьшить концентрацию порошка у поверхности полотна и ускорить проход продуктов через сито. Дополнительные частицы очищают ситовое полотно, бла- годаря чему повышается качество разделения. Отвод порошка по периферии замкнутого объема также повышает эффективность процесса разделения.

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит емкость 1 с расположенными в ней нижним и верхним фланцами 2,3 и питатель 4. В нижнем фланце 2 установлено ситовое полотно 5. К верхнему фланцу 3 присоединен короб 6, связанный с циклоном и системой отсоса (не показаны). Между фланцами 2,3 по периметру полотна 5 установлена перфориро- ванная поверхность 7, образующая вместе с полотном 5 и фланцем 3 замкнутый объем. На ситовом полотне 5 размещены дополнительные частицы 8, имеющие скорость витания, в 20-90 раз большую, чем скорость

витания граничных зерен порошка, подлежащего разделению.

Способ осуществляется следующим образом, При включении системы отсоса создается воздушный поток, проходящий через ситовое полотно 5, поры между дополнительными частицами 8 и короб б (направление движения воздуха показано сплошными линиями). Скорость потока устанавливается равной скорости витания граничного зерна разделяемого порошка.

Питателем 4 на ситовое полотно 5 подается полидисперсный порошок (направление движения частиц порошка показано пунктирными линиями). Под действием потока находящиеся в замкнутом объеме частицы 8 и частицы порошка переходят в псевдоожиженное состояние. Поскольку скорость витания дополнительных частиц v в 20-90 раз больше скорости витания граничных зерен порошка vp, а скорость потока w равна скорости витания граничных зерен, псевдоожижение частиц 8 и порошка будет однородным. При скорости витания , псевдоожижение становится неоднородным: увеличивается доля газа, проходящего через замкнутый объем и поры между частицами в виде пузырей. При скорости витания смесь частиц 8 и порошка почти неподвижно лежит на полотне 5 и не переходит в псевдоожиженное состояние, что установлено экспериментально и следует из анализа литературных данных,

Взвешенные частицы порошка распределяются по высоте замкнутого объема таким образом, что внизу у ситового полотна оказываются крупные частицы, а вверху - мелкие (граничные), скорость витания которых равна или меньше w. Под действием потока мелкие частицы порошка уносятся через короб 6 в циклон. Крупные проходят через полотно 5, а частицы промежуточных размеров удаляются через перфорированную поверхность 7. Дополнительные частицы, взаимодействуя с порошком, ускоряют его отвод в продукты разделения за счет выталкивания порошка через ситовое полотно 5 и перфорированную поверхность 7.

Таким образом, введение на ситовое полотно дополнительных частиц со скоростью витания v, в 20-90 раз превышающей скорость витания граничных зерен порошка vp, и подача газового потока со скоростью w, равной Vp, позволяет повысить качество процесса разделения. Отвод частиц порошка по периферии замкнутого объема также повышает качество разделения. Для проведения процесса разделения требуется меньшие, чем в известном способе значения скорости газового потока, вследствие чего снижают

ся энергетические затраты на проведение процесса и уменьшается истирание частиц. Ниже приведены результаты экспериментальных испытаний способа на модели описанного устройства. Ситовое полотно в форме круга и перфорированная поверхность выполнены из сетки из нержавеющей стали с размером ячеек 150 мкм. Диаметр полотна 60 мм, высота перфорированной поверхности 170мм, диаметр емкости 100 мм. Воздушный поток создают пылесосом. Разделению подвергают полидисперсные порошки карбида титана с размером частиц

меньше 63 мкм. Граничный размер 51 (т.е. диаметр частиц, по которому проводят разделение) 10 мкм. Скорость витания таких частиц 1,5 м/с. В опыте N 7 граничный

размер (51 равен 15 мкм, а скорость витания ,3 -10 м/с. В качестве дополнитель- ных частиц использованы частицы вспученного полистирола, насыпанные слоем на ситовое полотно. Высота слоя в неподвижном состоянии 40 мм. Результаты испытаний сведены в таблицу.

Как видно из представленных данных, при отсутствии на ситовом полотне дополнительных частиц разделение порошка не происходит. В этом случае порошок выходит из питателя и практически весь попада- ет через ситовое полотно в крупный продукт. При скорости витания частиц слоя большей, чем указано в формуле изобретения (опыт № 5) слой не псевдоожижается и разделение не происходит. При малой ско- рости витания дополнительных частиц слоя (опыт № 4) однородной ожижение нарушается, слой начинает кипеть, вынося на поверхность почти все частицы порошка.

0

Некоторые частицы слоя уносятся вместе с порошком в циклон. И только в указанном интервале значений скоростей витания происходит интенсивная классификация порошка.

Таким образом, проведение способа на лабораторной модели позволяет сделать вывод о его работоспособности и высокой эффективности. По сравнению с базовым объектом - классификатором ВЦК-4 использование предлагаемого способа при разделении порошков позволяет повысить производительность процесса в 4-6 раз и снизить расход воздуха на разделение в 2,5- 3 раза. Технические характеристики классификатора отражены в проспекте международной выставки Химия-82 (Москва, Красная Пресня, 2-16 сентября 1982.).

Формула изобретения Способ классификации порошков, включающий введение порошка на ситовое полотно, установленное в замкнутом объеме, подачу дополнительных частиц, продувку порошка и дополнительных частиц снизу газовым потоком, приведение их во взвешенное состояние, разделение на фракции и вывод разделенных продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества классификации, дополнительные частицы подают на ситовое полотно, при этом в качестве дополнительных частиц используют частицы со скоростью витания, в 20-90 раз большей, чем скорость витания граничных зерен порошка, скорость газового потока устанавливают равной скорости витания граничных зерен порошка, а вывод продуктов осуществляют по периферии зам- кнутого объема.

Использование: разделение мелкодисперсных материалов на ряд узких фракций в порошковой металлургии, производстве синтетических алмазов и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: способ включает введение порошка на ситовое полотно, установленное в замкнутом объеме, подачу дополнительных частиц и продувку порошка и дополнительных частиц газовым потоком. Дополнительные частицы имеют скорость витания в 20-90 раз большую, чем скорость витания граничных зерен порошка, и подаются на ситовое полотно. Скорость газового потока устанавливают равной скорости витания граничных зерен порошка, а отвод продуктов осуществляют по периферии замкнутого объема. 1 ил.