Способ фракционирования мелкозернистых материалов и устройство для его осуществления
1.Способ фракционирования мелкозернистых материалов, включающий подачу исходного материала, направление его в зону разделения стержнями , радиально установленными на вращающемся барабане, разделение материала и складирование, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет выбора оптимального режима разделения, подачу материала осуществляют в вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения барабана , а направление материала в зону разделения осуществляют ударом рабочей грани стержня, движущегося со скоростью, определяемой из соотношения бс Р I . i T-f6 ч р- Е где V - линейная скорость движения стержней в момент удара; dp ис5 - пределы прочности соответ ственно разделяемого материала и его агрегатов; - коэффициенты восстановления соответственно разделяемого материала и его агрегатов; Е и Е - модули упругости первого ряда (Юнга) соответственно разделяемого материала и его агрегатов; р и р - объемные массы соответственно разделяемого материала и его агрегатов, 2.Устройство для фракционирования мелкозернистых материалов, включающее установленный с возможностью вращения барабан, выполненный из параллельных соосных дисков, между ко торыми установлены с возможностью поворота вокруг оси на равном по окружности расстоянии друг от друга продольные стержни, загрузочное приспособление и сборники готовых фракций , отличающее ся тем, что, с целью повьшения эффективности разделения путем снижения завихрения воздушного потока, стержни выполнены трехгранной формы р поперечном сечении. 3.Устройство по п.2, о т ли - чающееся тем, что рабочая грань каждого стержня выполнена радиальной , а угол поворота каждого I стержня составлдет 120 и 240 . S W
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (g!! 4 В 07 В 13/10, 1/22
ОПИСАЙИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3797305/29-03 (22) 14.08.84 (46) 15.09.86.Бюл, - 34 (71) Одесский технологический институт пищевой промышленности им. М.В.Ломоносова (72) И.К.Белый и А.А.Нетребский (53) 621.928.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !
Р 7197823 кл. В 07 В 7/01, 1977.
Авторское свидетельство СССР
1222330, кл. В 07 В 7/Ol, 1984. (54) СПОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1.Способ фракционирования мелкозернистых материалов, включающий подачу исходного материала, направление его в зону разделения стержнями, радиально установленными на вращающемся барабане, разделение материала и складирование, о т л и — . ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет выбора оптимального режима разделения, подачу материала осуществляют в вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения барабана, а направление материала в зону разделения осуществляют ударом рабочей грани стержня, движущегося со скоростью, определяемой из соотношения бр 1 гагр
7> — ——
1+Е Р Е 1+6" Р Е
„„SU„„1256820 А 1 где V — линейная скорость движения стержней в момент удара; ио — пределы прочности соответ р дгр ственно разделяемого материала и его агрегатов;
Я и E — коэффициенты восстановлеl ния соответственно разделяемого материала и его агрегатов;
Е и Š— модули упругости первого ряда (Инга) соответственно разделяемого материала и его агрегатов; ! о и p — объемные массы соответственно разделяемого материала и его агрегатов. е
2. Устройство для фракционирования мелкозернистых материалов, включающее установленный с возможностью вращения барабан, выполненный из параллельных соосных дисков, между ко» Д торыми установлены с возможностью ( поворота вокруг оси на равном по ок- ®" ружности расстоянии друг от друга продольные стержни, загрузочное прис- ЯД пособление и сборники готовых фрак- фф ций, отличающее с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения путем снижения завих.рения воздушного потока, стержни выполнены трехгранной формы в поперечном сечении.
3. Устройство по п.2, о т л и — . ч а ю щ е е с я тем, что рабочая фв грань каждого стержня выполнена радиальной, а угол поворота каждого стержня составляет 120 и 240
1256820 тока.
l5
На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг, 2-разрез А-А на фиг.1.
Устройство для осуществления способа фракционирования мелкозернистых материалов состоит иэ загрузочного приспособления 1, сборников 2 готовых продуктов, барабана 3, в боковых дисках 4 которого установлены по окружности на равном расстоя- - нии стержни 5 трехгранной формы в поперечном сечении. Одна иэ граней стержней — рабочая, обращена в сторону вращения барабана 3 и параллель-= на радиусу барабана. Расстояние между стержнями 5 (шаг стержней) определяется иэ условий равенства времени падения частиц из загрузочного приспособления на стержни и времени прохода стержнем расстояния, равного д шагу. Последнее определяется скоростью вращения барабана 3, которая в свою очередь определяется физикомеханическими свойствами агрегатов частиц. 40
Есл.н в выражение (1) вместо текущего напряжения G подставить разрушающее напряжение или предел прочности б, то выражение (1) позволит
5(определить работу однократного разрушения тела объемом V„, т,е.
11
А (2)
Изобретение относится к разделению сыпучих материалов и может быть использовано как в пищевой, горной, химической, абразивной промышленности, так и в производстве металлокераьики, ферритовых иэделий, твердых топлив для реактивных двигателей, взрывчатых веществ, где необходимы классификация или обогащение тонких сыпучих материалов.
Цель изобретения — повышение эффективности разделения эа счет выбора оптимальной скорости движения и снижения завихрения воздушного по=
Крепление стержней 5 в боковых дисках 4 барабана 3 предусматривает их поворот на 120 и 240 для замены износившейся рабочей грани на новую,, Стержни 5 могут быть футерованы.Выбор футеровочного материала определяется прочностью агрегатов и физико-механическими свойствами разделяемого материала.
Барабан 3 закреплен на валу 6, у;-..тановленном горизонтально в подшип-. никах 7. Привод барабана 3 осуществляется через установленвьЫ на валу
6 шкив 8.
Способ фракцианирования мелкозернистых материалов реализуется следующим образом.
Исходный мелкозернистый материал загрузочным приспособлением 1 подается на барабан 3 параллельно рабочей грани стержня (в вертикальной плоскости, проходящей через ocb барабана). При вращении последнего материал подвергался интенсивному ударному воздействию рабочих граней стержней 5, в результате чего происходит разрушение, агрегатов. Частицы, получив кинетическую энергию, пропорциональную массам и коэффициенту восстановления, продолжают движение с последующим разделением на фракции в направлении вращения барабана, об-. разуя веер, в котором с увеличением расстояния от оси вращения барабана крупность (плотность) частиц растет. Начальная скорость движения частиц различна и зависит от коэффипиента восстановления. Разделенные по крупности (плотности) частицы складируются в приемных бункерах.
Таким образом, эффективность разделения повышена за счет разрушения агрегатов частиц и селективного распределения начальной скорости движения частиц, определяемого коэффициен= том восстановления.
Согласно теории Кирпичева — Кикка работа упругих деформаций хрупких материалов определяется по формуле
6 7м
А (1)
Р 2Е текущее значение напряжения в Материале объем частиц материала; модуль упругости 1-го рода (1Онга); работа деформации или работа внутренних сил упругости, Если в выражении (2} заменить и2 обьем частиц V чере - ---. -o полуМ р й
125б820
1 p ° ш, А
°
Р 2рЕ
4агР
Q) »« (1+ Я ) Если в выражение (3) вместо текущего напряжения б подставить предел прочности связи между зернами агрегатов багР, то оно позволит определить работу разрушения агрегатов отдельных частиц.
2 ( гагр
А агр 2, Е где Е,« модуль упругости агрегатов;
7 - объем агрегатов (средний).
Кинетическую энергию от удара стержнем частица получает равную
2 )2 -2
mz Va ш2(1 +Е) Ч
«»
2 2 (Естественно, чтобы частицы материала при ударных нагрузках не разрушались, должно соблюдаться условие
WcAp ш1(1+8) V шР m1 или «1»- — с или
2 2p Е
С другой стороны, чтобы при работе классификатора происходило одновременно и разрушение агрегатов, необходимо, чтобы соблюдалось и второе условие W > А ш (1+ ) ° Ч am " нли .В .й > =, °
2 2Е, где Я - — коэффициент восстановления агрегатов;
m — масса агрегата (средняя); — плотность агрегатов (сред5 няя) .
Таким образом, линейная скорость стержней барабана классификатора должна находиться в пределах
1 . аг 1 — — — > 7>- — — —— (1+j) p ° Е (1+ f ) Е
При такой скорости стержней разделяемые частицы получают начальное уско рение, равное 2 10 — 2 1О м/с
4, 5 2
Выбор формы сечения стержней основывался на следующих основных показателях: сравнительная небольшая масса стержня (по сравнению с четырехгранным в 2 раза меньшая); при движении трехгранного стержня фактор формы более чем в 20 раз меньше,чем для четырехгранного.
Предложенный способ был реализован на лабораторной установке. Для исследований были взяты измельченные синтетические рубин (корунд) и кремний, используемые в качестве на30 полнителей герметизирующих компаундов радиоэлектронной аппаратуры.
Гранулометрический состав материалов и результаты разделения синтетического рубина и синтетического кремния приведены в табл. 1 и 2 соответственно.
Производительность устройства при работе на рубине составила
0,15 т/ч, на кремнии - 0,1 т/ч, Эффективность разделения оценивалась по формуле Ханкока-Луйкена и по результатам опытов в среднем составила 80Х, а эффективность раз-. деления известного гравитационноинерционного способа и устройст4> ва 65ж
125б820
СЧ CO о
A «
МЪ
ЧЪ N
Ф в в м
4 4
CO м в в о
N 1О
МЪ
«
МЪ !»
4Ч СЧ
О\ С Ъ
Ф ОЪ
СЪ Ф л о
МЪ а в D с о
О1! 1 о а
СЧ
Ol в в
Ф D
С Ъ СГ\
МЪ СЪ
СЧ а а ф СЧ
МЪ м
° 1 л C4 ° а ССЪ
С»
Ф ф о о в в
МЪ С»
С \ о а
МЪ
1 в
4СЪ
IO ф
МЪ в о м Ф
° м я1 о е л
CO в
IO! Ъ
Свс СЧ в
° с 4СЪ
Ф М
4Ч
Ф о а о
СЧ
I 1 м
СО ОС а
D СЧ о в в С \ о м
Свс Т
CO а в
О N
° М
МЪ О а в
СЧ С44 о о
О О! л
МЪ а а
СЧ О
О
Ch о! I
I 1
N Ф
CO а СЧ м
О\ в о
ЧЪ
CO а
СЧ м ф IO
О в
СЧ ф С Ъ
СЧ
Оъ а
СЧ
4СЪ О в а D о
444
° Ч
СЧ
«Ф, ОЪ
Ф а о
4«4 М
МЪ
N в л lt
МЪ а ф
4О
СЧ
МЪ а а
МЪ М
О\
IC4 о
СЧ
МЪ О ф в о .о
4 Ъ
С44 СЧ
О МЪ
4» ОЪ о о о о
МЪ N О МЪ Ь м! О СЧ о 1 о .М I О 4» 7> 4 5 М4 (1! .! о «3 I - — -4 1 1 1 4 1 I 4 1 1 4 1 ! 4» 4» а 4» СЧ о а Ф 1 СЧ 1 в о а о N о м в сЧ 1 О а СЧ СЧ ь м в ° 1 Я со л о о Ф в МЪ М С 4 М Ф о Ф л л ф 3 м л о л Г Ф 3 «Ч О еЧ О а а CCI N «Ч ««Ъ л в а Ct 1О Сч I а ЕЧ «4 «ч л a a Оъ «а» CtI л « ъ ° а « Ъ 1 1 ф о а 8 1 О« «Ч ОЪ « Ъ О в в «Ч « Ъ ф о а N C« ««\ ф в а «ч ф ««Ъ в О «Ч Ф CO ° в « Ъ Ф 1 I 1 СЧ о It вЪ а в л ГЧ N (Ч л «в» ««Ъ «а» О 1О О«а в ««Ъ N N ол Ж л о 4 СЧ ««Ъ о о ф а о о л ОЪ CO О О а а Ос л 1 «Ф а о в C»a N ф а в о N л ! «Ч О« ъ о в ф л ° «О «в» л О а а о «Ч О« N ф в а «Ч а О ф СЧ а ф ф 4 1 ° в «в ф МЪ an в а в ««Ъ п Оъ л «в««» Ч» а а « Ъ ««Ъ 1 1 л In а в Cl «4««в« 1 1 Ф N в и» 1 1 ° О! в в 1 I 1 4 a ° ° О ««Ъ Ч» а л 1 1 е О «ч 8 Ф а л 1 4 0 1 О а «Ъ О О О в в «в» О в в ф «Ъ an «Ч Cl «Ч О а в ОЪ ««Ъ «ч о ° n 8 а «ч е Оъ О а а «ъ о ОЪ «О ССа в в Л ъО N «О Е« N в а ОЪ h 8 Ь о О Ве 1 1 « Ъ л Ф f256820 «Ч а « Ъ «Ъ а «Ч an а « О «Ч в о о о о а ю 8 а Ч» 1256820 Составитель 10.Правоторов Техред И. Верес Корректор А.Зимокосов Редактор Л.Повхан Подписное Заказ 4859/6 Тираж 565 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, И-35, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г„ужгород, ул.Проектная, 4
