Способ сепарации Советский патент 1992 года по МПК B07B7/08 

Изобретение относится к области разделения порошкообразных материалов по крупности частиц, а именно, к способу сепарации в центробежных противоточных сепараторах.

В известных способах сепарации (смотри Проспект 17.б.1.е фирмы Humbolt Wetag, сепараторы SKS-Z, SKS-M, SKS-D).

Статья в журнале Zement-Kalk-Jips № 2,1990. Stand der Slchtertechntk-Slchter fur Massenguter, сепараторы Sepol-Slchter (Krupp PoJysius), Querstromslchter (Orensteln 8 Koppel). сепарируемый материал вводится в зону сепарации вертикально сверху вниз, а сепарирующие потоки воздуха горизонтально им тангенциально к зоне сепарации.

Недостатком данного способа является то, что в связи с горизонтальным направлением сепарирующего воздуха одна из составляющих сил, а именно, вес частицы, остается неуравновешенной. Поэтому, такие частицы сравнительно быстро покидают зону разделения, унося в крупку частицы, относящиеся к готовому продукту .

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа принят центробежный противоточный сепаратор фирмы FULLET, (см. проспект CW-2/94- 87). Сепарируемый материал вводится- в зону сепарации вертикально сверху вниз, а сепарирующие потоки воздуха горизонтально и тангенциально к зоне сепарации.

При таком способе сепарации вес частиц материала остается неуравновешенным и они сравнительно быстро покидают зону сепарации, унося в крупку частицы, относящиеся к готовому продукту.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения за счет получения направленных вверх составляющих потоков воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе сепарации, включающем подачу исходного материала в зону сепарации сверху вниз, подачу воздуха в зону сепарации тангенциально относительно потока материала, разделение материала в центробежном поле и вывод разделенных фракций, подачу воздуха осуществляют под углом к горизонтали, определяемым по формуле:

- JL ац

(Л

С

Х| СП

ел чэ ел

где g - ускорение силы тяжести;

ац - центростремительное ускорение, действующее на частицу.

Осуществление заявляемого способа поясняется с помощью устройства, представленного на чертеже, где на фиг.1 изображен сепаратор, главный вид; на фиг.2 - разрез А на фиг.1.

Сепаратор содержит корпус 1 со спиральным горизонтальным сечением с тангенциальными патрубками подачи воздуха 2 и 3, выполненными с подъемом под углом а.

Внутри корпуса сепаратора соосно с ним расположены направляющие лопатки 4, отражатель 5, кольцевые канавки 6.

К верхнему фланцу корпуса крепятся патрубок вывода готового продукта 7 и течка для загрузки исходного материала 8.

К нижнему фланцу крепится кожух для сбора крупки 9.

Внутри корпуса сепаратора размещается ротор 10 с вертикальными радиальными лопатками 11 и связывающими их кольцевыми 12 и нижним сплошным 13 дисками, собранными на валу 14. Верхний диск 15 выполнен с кольцом 16, входящим в кольцевую канавку 6 на корпусе, образуя лабиринтное уплотнение.

Предлагаемый способ сепарации реализуют следующим образом: сепарируемый материал подается через течку для загрузки исходного продукта 8. Лабиринтное уплотнение препятствует его попаданию в патрубок для вывода готового продукта 7. Центробежной силой исходный материал сбрасывается с верхней тарелки 15 на отражатель 5 и начинает падать вниз, распределяясь в зоне разделения по внутренней поверхности направляющих лопаток 4.

Потоками воздуха из патрубков 2 и 3 материал продувается. При этом наиболее крупные частицы, продолжают перемещаться по внутренней поверхности направляющих лопаток в кожух для сбора крупки 9. Частицы, близкие к границе разделения, попадают в зону лопаток ротора, выбираются ими, сбрасываются на.промежуточные кольцевые диски 12, возвращаются в зону разделения. Мелкие частицы под действием потоков воздуха из патрубков 2 и 3 попадают в патрубок готового продукта 7. Многократное прохождение сепарируемой массы через кольцевые диски обеспечивает наиболее полное разделение.

Тангенциальные патрубки ввода воздуха выполнены с углом подъема до 5°, что обеспечивает в патрубках, включая зону перехода в корпус, (практически по всему сечению сепаратора), наличие вертикальной, направленной вверх составляющей, уравновешивающей вес частицы сепарируемой массы и увеличивающей время прерывания частиц в зоне разделения.

В зоне разделения на частицу сепарируемого материала действует РЦ-центробеж- ная сила, направленная по радиусу к периферии, сила давления потока РЦ, направленная по радиусу к центру и сила тяжестинаправленнаявниз. Равнодействующая R сил Рц и 9 направлена под углом а (рис.1)

0

5

вес частицы tp mg,

где m - масса частицы; g - ускорение сво- бедного падения.

Рц для частицы равно:

ац -g- р М ац , Xf

R

где ац:

По проведенным расчетам для частиц сырьевой муки с размером ,05 мм тангенциальная скорость в сепараторе с диа- метром 2,4 м составляет vr 15 м/с. Центробежное ускорение ац 200 м/с2.

to«- m9 Д.-ЛР-: 9 ац m ац 200 и и& J

С учетом возможной сепарации по гра- ничному зерну большего размера можно принять 5°.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволит повысить эффективность разделения за счет оп- тимизации действующих в сепараторе сил. Формула изобретения Способ сепарации, включающий подачу материала в зону сепарации сверху вниз, подачу воздуха в зону сепарации тангенци- ально относительно потока материала, разделение материала в центробежном поле и вывод разделенных фракций, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет оптими- эации аэродинамического режима, подачу воздуха осуществляют под углом а к горизонтали, определяемым по формуле

««-Ј

где д - ускорение силы тяжести;

Зц - центростремительное ускорение, действующее на частицу. 1

;

J

Применение: изобретение относится к области разделения сыпучих материалов. Сущность изобретения: заключается в разделении материала в центробежном воздушном поле. При способе разделения подачу воздуха в зону разделения осуществляют под углом, тангенс которого определяется как отношение ускорения силы тяжести и центростремительного ускорения, действующего на частицу. 2 ил.