Способ классификации высокодисперсных материалов и устройство для его осуществления

 

1.Способ классификации высокодисперсных материалов в поле действия противоположно направленных центробежной и аэродинамической сил, создаваемых потоками газа в объеме разделения, о тличающийс я тем, чтр, с целью повышения точности классификации за счет регулирования потоков газа по величине и направлению, отношение произведения радиальной компоненты скорости суммарного потока газа и частиц на радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всем объеме разделения поддерживают постоянным. 2.Устройство для классификации высокодисперсных материалов, включающее корпус с соплами, верхний и нижний профилированые полые диски , системы подачи воздуха с патрубками , приспособления для за- ; § грузки исходного материала, разгрузки крупной фракции и вьшода азро (Л смеси с мелкой фракцией, отличающееся тем, что на внутренней поверхности дисков выполнены щели, а полость дисков соединена с системой подачи воздуха. , 3,Устройство по п.2, о т л и чающееся тем, что сопла установлены с возможностью поворота и снабжены заслонками. ;0 Oi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 В 07 В 7 083

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ИВ.1) И 11 й

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° а

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3661579/22-03 (22) 11.11.83 (46) 07.12.85. Бюл. 45 (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском государственйом университете им.В.В.Куйбьппева (72) А.Т.Росляк, П.Н. Зятиков

В.К. Никульчиков и Ю.А.Бирюков .(53) 622.767.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 471129, кл. В 07 В 7/083,1971.

Авторское свидетельство СССР

У 844058, кл. В 03 В 4/00,1979. (5") СПОСОБ КЛАССИФИКАЦИИ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1.Способ классификации высокодисперсных материалов в поле действия противоположно направленных центробежной и аэродинамической сил, создаваемых потоками газа в объеме разделения, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности классификации за счет регулирования потоков газа по величине и направлению, отношение произведения радиальной компоненты скорости суммарного потока газа и частиц на радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всем объеме разделения поддерживают постоянным.

2. Устройство для классификации высокодисперсных материалов, включающее корпус с соплами, верхний и нижний профилированые полые диски, системы подачи воздуха с патрубками, приспособления для загрузки исходного материала, разгрузки круйной фракции и вывода аэросмеси с мелкой фракцией, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что на внутренней поверхности дисков выполнены щели, а полость дисков соединена с системой подачи воздуха.

3. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я .тем, что сопла установлены с возможностью поворота и снабжены заслонками. где n — динамический коэффициент вязкости газа;

0„,7г — радиальные компоненты скорости газа и частиц соответственно.

С другой стороны на эту же частицу вследствие ее вращения вокруг оси объема разделения с окружной компонентой скорости V+ действует центробежная сила

1,. з V

Мо 6 /AR (2) где P „— плотность материала частицы;

R — радиус, на котором вращается частица.

При равенстве центробежной и аэродинамической сил частицы граничного размера движутся по равновесным траекториям и для них 7 = О. Для мелких частиц высокодисперсных мате— риалов окружная компонента скорости частиц совпадает с окружной компонентой скорости газа Vq = 0 . Прирав— нивая значение аэродинамической (1) и центробежной (2) сил и проводя соответствующие преобразования, получают для частиц граничного размера

U, R (SE гр U2 р (3) Так как изменения динамической вязкости газа в объеме разделения незначительны. при классификации

1 1

Изобретение относится к технике разделения порошкообразных материалов на крупную и мелкую фракции относительно граничного размера частиц и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, связанных с переработкой порошкообразных материалов.

Цель изобретения — повышение точности классификации за счет регулирования потоков газа по величине и направлению.

Физическая сущность способа заключается в том, что при разделении высокодисперсного материала в закрученном пылегазовом потоке, направленном к центру вращения, на частицу диаметром i3 действует сила аэродинамического сопротивления в соответствии с законом Стокса

19604Î 2 конкретного материала с заданной плотностью комплекс а) = conSt.

Ял(/Рm

Для того, чтобы выполнялось равенство центробежной и аэродинамической сил для частиц граничного размера во всем объеме разделения необходимо у

Ll 181 "

= .о„ (4)

1р Необходимое для повышения точности разделения постоянство комплекса 1г"/> < во всем ббъеме разделения

Ef в соответствии с формулой (4) достигается подачей нескольких регулируе-. мых потоков. Регулированием величины потока газа,.подаваемого с периферии объема разделения, и направления к радиусу, с учетом скорости вращения границ объема разделения, обеспечивается постоянство комплекса

"г l11 на входе в объем разделения.

/ <

Подавая и регулируя потоки через вращающиеся границы объема разделения достигают корреляции радиальной д5 и окружной компонент скорости газа по высоте и радиусу объема разделения, создавая постоянным отношение. произведения компоненты скорости суммарного потока на текущий радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всем объеме разделения.

Таким образом, постоянство комп35 лекса"г"/ц в осевом и радиальном

Ч направлениях обеспечивает равенство центробежной и аэродинамической сип, действующих на частицы граничного размера во всем объеме разделе ния, а это, в свою очередь, уменьшает влияние турбулентных пульсаций или других случайных факторов на процесс разделения высокодисперсных материалов, что обеспечивает высокую эффективность классификации.

Способ осуществляют следующим образом.

На периферии вращающегося объема разделения подают закрученный

50 воздушный поток с окружной компо-, нентой скорости, равной местной скорости вращения границ объема разделения. Подаваемый порошкообразный материал закручивают с той же

55 окружнои скоростью иподают на .периферию вращающегося объема разделения. Величину воздушного потока на входе в объем разделения ус1196040 разделения, а мелкие частицы под действием аэродинамической силы увлекаются внутрь объема разделения и выносятся в мелкий продукт.

Происходит качественное разделение порошка на две фракции: крупную и мелкую относительно граничного размера частиц.

На фиг.! изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез В-В на фиг.1.

Устройство включает корпус I c воздухораспределительной камерой 2, систему подачи воздуха с установленными в нижней части камеры равномерно распределенными по окружности двенадцатью поворотными соплами 3 с заслонками 4, профилированные полые верхний 5 и нижний 6 диски, закрепленные на полом валу 7 с подшипниковым узлом 8. На внутренних профилированных поверхностях дисков 5 и 6 концентрически расположены кольцевые щели 9. Для подачи воздушных потоков в классификатор служит ресивер IO с вентилями 11, соединенными через отверстия с полым валом 7 и полыми дисками 5 и 6 и 12, соединенными с гаэораспределительной камерой 2, а для подачи воздуха в нижний профилированный диск и вывода мелкой фракции вместе с воздухом — гаэораспределительная шайба 13.

Загрузка исходного материала осуществляется через патрубок 14, вывод крупной фракции разделения через патрубок 15, а вывод мелкой фрактанавливают такой, что для граничного размера частиц выполняется равенство центробежной и аэродинамической сил на входе в объем разделения.

Для обеспечения постоянства отношения произведения радиальной компоненты скорости суммарного пото-ка на радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всем объеме разделения регулируют по вели ине и направлению потоки газа с помощью изменения расхода воздуха и углов направления воздушных потоков через вращающиеся границы объема разделения. Частицы крупнее граничного размера под действием центробежной силы выносятся из объема!

О !

55 патруции вместе с воздухом через бок 16.

Воздушно-центробежный классификатор работает следующим образом.

С помощью поворота сопел 3 и установкой заслонок 4 величину воздушного потока устанавливают так, что для граничного размера частиц на входе в зону разделения окружная компонента скорости газа равняется местной скорости вращения границ зоны разделения и выполняется постоянным отношение произведения радиальной компоненты скорости потока на входной радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа по высоте зоны разделения.

Исходный материал подают в загрузочный патрубок 14. Порошок равномерно через кольцевой зазор между крышкой корпуса 1 и подшипниковым узлом 8 поступает на верхний полый профилированный диск 5 ротора и приобретает окружную компоненту скорости частиц, равную окружной компоненте газового потока и скорости вращения границ верхнего и нижнего дисков на входе в зону разделения. Далее порошкообраэный материал через кольцевой зазор между верхним профилированным диском 5 и воздухораспределительной камерой 2 поступает в зону разделения, на входе которой выполняется равенство центробежной и аэродинамической сил для частиц граничного размера. Для обеспечения постоянным отношение произведения радиальной компоненты скорости суммарного потока на радиус к квадрату окружной компоненты скорости газа для граничного размера частиц во всей зоне разделения из ресивера 10 по полому валу 7 ротора, полости дисков 5 и 6 и кольцевые щели 9 подают воздушные потоки, регулируя с помощью вентиля 11 величины окружной и радиальной компонент скорости несущей среды. Частицы с размерами, большими граничного, выносятся центробежными силами из зоны разделения и поступают к разгрузочному патрубку 15 ° Мелкие частицы, вращающиеся со скоростью, равной окружной скорости воздушного потока, увлекаются воздушным потоком внутрь ротора и через газораспределительную шайбу

13 поступают в патрубок 16.

ВНИИПИ Заказ 7501/Ь Тираж 580 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. Г

1196040

Фиг. !

Фиг Я