Вихревой сепаратор мелкодисперсного материала Советский патент 1993 года по МПК B04C3/06 B03C1/00 

Изобретение относится к области сепарации взвешенных частиц, в частности к отделению их потока ГАЗА взвешенных твердых магнитных частиц и может быть использовано для онистки ГАЗОВ и классификации мелкодисперсных магнитных материалов на тонкие фракции в химической, строительной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение точности сепарации мелкодисперсного магнитного материала на тонкие фракции и возможности ее регулирования.

На фиг. 1 изображена схема вихревого сепаратора мелкодисперсного материала; на фиг, 2 - элемент сепаратора,

Вихревой сепаратор мелкодисперсного материала содержит соосно-расположенные элементы, каждый из. которых имеет цилиндрический корпус 1, 1, 1, 1, Г из немагнитного материала с осевым входным патрубком 2, 2, 2, 2, 2 и тангенциальным вводом 3, 3, 3, 3, 3 вторичного потока с клапаном регулировки 4, 4, 4, , 4, размещенном в верхней части каждого из элементов сепаратора. Каждый из соос- но-расположенных элементов имеет патрубок отвода пыли 5, 5. 5, , , расположенный в нижней части элемента. Каждый соосно-расположенный элемент сепаратора имеет соответственно размещенный в верхней части корпуса 1, 1, 1, , осевой выходной патрубок2 /2 , 2 , 2 У, причем патрубки 2|, 2Т2 являются одновременно входными осевыми патрубками корпусов элементов 1, , 1, и выходными пат00

о

00

рубками корпусов элементов Г, 1, Г соответственно. Осевой входной патрубок 2 является одновременно патрубком подвода газрвзвеси (для классификации) к сепаратору в целом. Осевой выходной патрубок 2V является общим выходным патрубком для всех элементов сепаратора. Все соосно- расположенные элементы сепаратора соединены между собой осевой трубой 6, выполненной из немагнитного материала. Наличие осевой трубы 6 позволяет не нарушая гидродинамической обстановки в рабочей зоне аппарата установить концентраторы магнитного поля 7, 7, 7, 7 7 ,

-

которые нужно расположить под соответст

-

вующими осевыми входными патрубками 2, 2, 2, 2, 2 в которых установлены завих- рители 8. На корпусах элементов 1, Г, 1, 1 , Г установлены охватывающие их электромагнитные системы 9, 9, 9, 9 , 9, подключенные к источникам питания - преобразователям частоты ТО.

Рассмотрим работу одного элемента вихревого сепаратора мелкодисперсного материала. В корпус 1 сепаратора через осевой ввод 2 подается поток газовзвеси, содержащий мелкодисперсный магнитный материал. С помощью завихрителя 8 газовому потоку придается вращательное движение, благодаря которому частицы твердой фазы отбрасываются к стенкам корпуса 1 элемента, Одновременно, через тангенциальный ввод 3, размещённый s верхней части корпуса Л подается поток чистого вторичного газа навстречу восходящему по- току запыленного газа. Оба потока закручены а одном направлении. Клапаном 4 регулируется величина расхода вторичного потока, при которой потоки встречаются над осевым вводом 2 элемента. 8 таком режиме, в зоне взаимодействия восходящего осевого и нисходящего, периферийного потоков образуется пылевое кольцо из частиц материала, поступающих с осевым потоком через осевой входной патрубок 2. Образующееся пылевое кольцо обладает определенно й величиной массы накапливающихся в нем частиц материала, которая зависит от конструктивных и режимных параметров аппарата и от физико-механиче- ских свойств пыли. При поступлении новых частиц материала в пылевое кольцо, наиболее крупные по размеру частицы выпадают из него в нижнюю часть аппарата и отводятся через патрубок отвода пыли 5. Более мелкие частицы с частью крупной фракции выносятся из аппарата через осевой выходной патрубок. Для повышения точности сепарации мелкодисперсного материала на тонкие фракции (меньше 5 мк) с

510

15

20

25 303540455055

точностью разделения не более 1 мк и возможности ее регулирования по оси элемента расположена труба б из немагнитного материала с концентратором 7 магнитного поля, которое создается охватывающей электромагнитной системой 9, расположенной на корпусе 1 элемента. Расход Вторичного потока клапаном 4 выбирается таким образом, чтобы пылевое кольцо находилось между электромагнитной системой 9 и концентратором магнитного поля 7. На электромагнитную систему 9 подается питание трехфазного тока, благодаря чему создается вращающееся магнитное поле, направление которого совпадает с направлением вращения разделяемого материала; Концентратор магнитного поля 7 обеспечивает равномерность магнитного поля и сужает зону воздействия поля на вращающийся слой материала, что увеличивает степень притяжения магнитных частиц. Под действием центробежной силы и силы притяжения магнитных частиц полем образуется тонкий слой вращающихся частиц материала. Перемещаясь по окружности,ча- стицы сталкиваются со стенкой корпуса 1, двигаясь по хордам соответствующих дуг окружности. Образуется так Называемый кипящий слбй магнитных частиц в магнитном поле 31. Диаметр концентратора магнитного поля 7 выбирается из технических условий, определяемых конструкцией электромагнитной системы и режима ее эксплуатации. На электромагнитную систему 9 подается трехфазный ток определенной частоты, с помощью преобразователя частоты 10. Установлено, что на частицы определенного размера наибольшее влияние оказывает магнитное поле, имеющее определенную частоту тока. Поэтому; для точного выделения из потока газовзвеси нужной фракции на электромагнитную систему 9 подают ток соответствующей частоты. Более мелкие частицы, на которые частотное поле оказывает слабое воздействие, выносятся из зоны пылевого кольца, и удаляются из элемента через выходной патрубок. Частицы выделяемой из газовзвеси фракции самопроизвольно выпадают- из кипящего слоя намагниченных частиц и удаляются через патрубок отвода пыли 5, расположенный в нижней части элемента. Частотное регулирование магнитным полем позволяет точнЬ выделить из газовзвеси тонкую фракцию мелкодисперсного материала. Влияние частоты магнитного поля распространяется на частицы размером 1-5 мк/ Например, экспе риментально установлены диапазоны час; тот магнитного поля при сепарации порошка карбонильного железа марки Г

10:ds6 3,5 мк, f 170-180 Гц и порошка карбонильного железа марки P-20:dso 2 мк, f 380 Гц. Эксперимент проводился в вихревом сепараторе диаметром 80 мм.

Вихревой сепаратор мелкодисперсного материала, содержащий в среднем четыре ступени, работает следующим образом. В осевой входной патрубок 2 первого элемента подается поток разделяемой газовзвеси. Максимальный размер классифицируемого материала - 5 мк. Между обкладками охватывающей корпус 1 электромагнитной системы 9 и концентратором магнитного поля Т создается вращающийся пылевой слой частиц сепарируемого материала, который образуется в результате взаимодействия вращающихся в одном направлении восходящего осевого потока газовзвеси и нисходящего периферийного вторичного потока чистого газа. На электромагнитную систему, 9 подается трехфазный ток, обеспечивающий создание вращающегося магнитного поля согласно направлению вращения разделяемого материала, с частотой f,; соответствующей выделяемой наиболее крупной фракции материала. Отсепарируемая фракция материала, имеющая dso dso, удаляется через патрубок отвода, пыли 5 Остальная часть материала уносится газовым потоком через выходной патрубок 2, являющийся входным i/гля корпуса 1 следующего элемента. Выделение следующей фракции происходит в корпусе 1 следующего элемента, аналогичног но при питании-электромагнитной системы 9 током с частотой f . Диа- метр частиц выделяемой фракции d5o dso и так далее; пока диаметр ч астиц уносимого из элемента материала не будет равным

dso « 1 мк. При этом, частоты подаваемого тока на электромагнитные системы 9, 9., , и диаметры частиц отсепариро- ванного материала в каждом из элементов находятся из условия: 50 Гц f f Г f 400 Гц, 5 мк : dso dso dso dso 1 мк. При необходимости разделения материала на более крупные фракции какой-либо из элементов может быть исключен из общей схемы их расположения.

Формула изобретения Вихревой сепаратор мелкодисперсного материала, содержащий соосно расположенные элементы, каждый из которых имеет цилиндрический корпус с осевым входным патрубком, в котором установлен завихритель, тангенциальный ввод вторичного потока, размещенный в верхней части корпуса каждого элемента, патрубок отвода пыли в нижней части каждого из элементов, причем выходной патрубок одного элемента является одновременно осевым входным патрубком другого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности сепарации мелкодисперсного магнитного материальна тонкие фракции и возможности ее регулирования, соосно расположенные элементы соединены между собой осевой трубой, выполненной из немагнитного материала, на которой установлены концентраторы магнитного поля, расположенные над соответствующими осевыми входными патрубками, а на корпусах элементов установлены охватывающие их электромагнитные системы, подключенные к источникам трехфазного тока через преобразователи частоты,

Сущность изобретения: вихревой сепаратор мелкодисперсного материала содержит соосно расположенные элементы, каждый из которых имеет цилиндрический корпус из немагнитного материала с осевым входным патрубком, в котором установлен завихритель, тангенциальный ввод вторичного потока, размещенный в верхней части корпуса каждого элемента, патрубок отвода пыли в нижней части каждого из элементов, причем выходной патрубок одного элемента является одновременно осевым входным патрубком другого элемента. Вихр.евой сепаратор снабжен осевой трубой, выполненной из немагнитного материала и соединяющей все соосно расположенные элементы, на которой дополнительно установлены концентраторы магнитного поля, расположенные над соответствующими осевыми входными патрубками, а на корпусах элементов дополнительно установлены охватывающие их электромагнитные системы, подключенные к источникам трехфазного тока согласно направлению вращения разделяемого материала, управляемым соответствующими преобразователями частоты. 2 ил. w Ё