Центрифуга для классификации мелкозернистых материалов Советский патент 1982 года по МПК B04B5/02 

Изобретение относится к оборудованию для классификации по размерам (удельной плотности) тонкодисперсных материалов в центробежном поле. По основному авт. св. № 398282 известна центрифуга для классификации мелкозернистых материалов, включающая ротор, укрепленный на вертикальном валу и содержащий центрифугальные емкости с патрубками для подвода суспензии и воздуха и расположенными в центрифугальных емкостях радиальными перегородками с продольными каналами, при этом перегородки укреплены на приводном валу, установленном коаксиально относительно вала центрифуги. В теле Jвaлa имеются каналы, связанные с одной стороны с продольными каналами в радиальных перегородках, а с другой стороны с патрубком для подвода воздуха. Центрифуга снабжена устройством для отвода фугата в сливную камеру 1. Однако такая центрифуга обладает низкой производительностью процесса классификации за счет длительного времени размещивания уплотненного под действием центробежных сил осадка. Цель изобретения - повышение производительности процесса классификации. Указанная цель достигается тем, что центрифуга снабжена по меньшей мере одним скребком. При этом при классификации материалов с зернистостью более 5 мкм скребок закреплен на одном конце подпружиненного штока, а к другому концу щтока прикреплена мембрана, расположенная в камере, смонтированной на радиальной перегородке, и разделяюшая ее на две полости, одна из которых сообщена с продольными каналами радиальной перегородки, причем расстояние от стенки ротора до участка штока, к которому прикреплен скребок, устанавливают равным максимальному прогибу мембраны. А при классификации материалов с зернистостью менее 5 мкм скребок выполнен в виде втулки с лопастями и закреплен на радиальной перегородке с возможностью вращения относительно оси, параллельной оси ротора, при этом расстояние от стенки ротора до оси вращения скребка устанавливают равным радиусу скребка. Использование скребков такой конструкции обеспечивает высокую надежность и

качество размешивания, так как применение скребка на гибкой пластине (мембране) при осаждении порошков с размерами частиц менее 5 мкм не обеспечивают надежного размешивания прочного осадка, что требует повышенного давления в системе и прочности мембраны. В свою очередь применение скребка в виде втулки с лопастями при классификации порошков с размерами частиц более 5 мкм ведет к быстрому износу лопастей.

На фиг. 1 изображена центрифуга для Классификации материалов с зернистостью более 5 мкм, поперечный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - центрифуга для классификации материалов с зернистостью менее 5 мкм; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3.

Центрифуга (фиг. 1 и 2) состоит из смонтированного на валу 1 цилиндрического ротора 2, вала 3, установленного коаксиально валу 1 и несущего радиальные перегородки 4, электродвигателей 5 и 6, соответственно приводяш,их во врашение валы 3 и 1. В свою очередь валы 1 и 3 связаны через обгонную муфту 7. Радиальные перегородки 4 образуют в роторе центрифугальные емкости 8. В верхнем конце вала 1 имеются каналы 9, связанные с приемной камерой 10 с одной стороны и через трубопроводы 11 с центрифугальными емкостями 8 с другой стороны. На роторе 2 укреплено устройство 12, служащее для выгрузки осадка. В перегородках 4 имеются продольные каналы 13, сообщенные с кольцевой полостью 14 (в теле вала 3), которая, в свою очередь, сообщена с приемной камерой 15. Приемные камеры 10 и 15 образованы уплотняющими перегородками 16. На фиг. 2 показаны две перегородки 4, каждая из которых снабжена камерой 17, в которой расположена мембрана 18, закрепленная на одном конце щтока 19, имеющего пружину 20. Скребок 21 закреплен на другом конце штока 19. Мембрана 18 делит 17 на две полости, одна из которых 22 соединена каналом 23 с продольными каналами 13 радиальных перегородок 4. Расстояние 24 между стенкой ротора 2 и участком штока 19, к которому прикреплен скребок, устанавливают равным максимальному прогибу мембраны. Центрифуга, представленная на фиг. 3 и 4, отличается выполнением скребка в виде втулки с лопастями. Две радиальные перегородки 4 снабжены кронштейнами 25, на которых крепятся скребки 21 на осях 26. Скребок 21 жестко связан с шестерней 27, входящей в зацепление с колесом 28, установленным на роторе 2. В данной конструкции центрифуги лопасти скребка 21 расположены под углом 15-35° к радиальному направлению. Такое расположение лопастей скребка обуславливает снижение сопротивления при входе кромки лопасти в слой осадка, а также увеличивает количество

осадка, захватываемого лопастью при ее выходе из слоя, по сравнению с радиальным расположением лопастей. Расстояние между осью вращения скребка 21 и стенкой ротора 2 должно быть равным радиусу скребка. Центрифуга для классификации материалов с зернистостью более 5 мкм работает следующим образом.

При установившейся скорости врашения вала 1 исходная суспензия через приемную камеру 10, каналы 9 и трубопроводы. И поступает в ротор 2. При этом электродвигатель 5 отключен и вал 3 приводится во врашение от вала 1 через обгонную муфту 7. Радиальные перегородки 4 вращаются со

скоростью, равной скорости вращения ротора 2, т. е. по отношению к нему остаются неподвижными. В этот момент усилия пружины 20 уравновешивают действие центробежных сил и предотвращают самопроизвольное выдвижение скребка 21. Осадок осаждается в центрифугальных емкостях 8. По окончании процесса осаждения фугат сливают, для чего через камеру 10, каналы 9 и трубопроводы 11 подают классификационную жидкость в емкости 8, которые заполняются до уровня, обеспечивающего срабатывание устройства 12. Фугат сливают через сифон. Затем классификационную жидкость доливают и подают воздух. Поток воздуха через приемную камеру 15, кольцевую полость 14 и продольные каналы 13 в перегородках 4 поступает в каналы 23 камеры 17. При этом включается электродвигатель 5, обеспечивающий вращение вала 3 со скоростью большей, чем скорость вращения вала 1. Обгонная муфта 7 позволяет осуществлять самостоятельное вращение вала 3. Под давлением воздуха в полости 22 происходит перемещение мембраны 18 и соответственно щтока 19 с закрепленным на нем скребком 21. При этом перегородки 4 вращаются относительно ротора 2 и скребок 21

0 срезает слои осадка, а воздух, подаваемый по каналам 13, барботирует через слой жидкости и обеспечивает интенсивное перемешивание суспензии. Сечение кольцевой полости 14 и суммарное сечение продольных каналов 13 и каналов 23 подбирают таким образом, чтобы создаваемое давление воздуха в каналах обеспечивало перемещение мембраны 18. Перед началом осаждения частиц суспензии прекращают подачу воздуха и выключают электродвигатель 5, после 0 чего в течение заданного промежутка времени, определяющего крупность осаждения выделяемых частиц классифицируемой суспензии, происходит центрифугирование. По истечении времени центрифугирования производят слив фугата. Описанный цикл повторяется до полной переработки классифицируемой суспензии.

Центрифуга для классификации материалов с зернистостью менее 5 мкм работает

аналогично описанной центрифуги, но процесс размешивания осадка происходит следующим образом.

При включении электродвигателя 5, обеспечивающего вращение вала 3 со скоростью большей, чем скорость вращения вала 1, перегородки 4 вращаются относительно ротора 2, и щестерне 27 передается вращательное движение колесом 28, с которьш щестерня 27 находится в зацеплении. Соответственно, во вращение приводится скребок 21, жестко связанный с шестерней 27, лопасти скребка срезают слои осадка, а воздух, подаваемый в ротор 2, барботирует через слой жидкости и обеспечивает интенсивное перемешивание осадка.

Применение предлагаемой конструкции позволяет в 3-4 раза уменьшить время размешивания осадка и в результате в 2- 3 раза снизить время, затрачиваемое на цикл классификации, т. е. значительно повысить производительность процесса классификации. Увеличение в 2-3 раза производительности процесса классификации позволяет уменьшить количество потребного оборудования и обслуживаюшего персонала, высвободить производственные плошади.

Формула изобретения

1. Центрифуга для классификации мелкозернистых материалов по авт. св. № 398282,

Суспензия

отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, она снабжена по меньшей мере одним скребком.

2.Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что при классификации материалов с зернистостью более 5 мкм скребок закреплен на одном конце подпружиненного штока, а к другому концу штока прикреплена мембрана, расположенная в камере, смонтированной на радиальной перегородке, и разделяющая ее на две полости, одна из которых сообшена с продольными каналами радиальной перегородки, причем расстояние от стенки ротора до участка штока, к которому прикреплен скребок, устанавливают равным максимальному прогибу мембраны.

3.Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что при классификации материалов с зернистостью менее 5 -мкм скребок выполнен в виде втулки с лопастями и закреплен на радиальной перегородке с возможностью вращения относительно оси, параллельной оси ротора, при этом расстояние от стенки ротора до оси вращения скребка устанавливают равным радиусу скребка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 398282, кл. В 04 В 5/02, 1971.

13

/J/

VJ

Фиг.2.

Суспензир

.2

Фиг.