Гравитационный пневматический классификатор

 

Изобретение относится к области классификации сыпучих материалов (М) в восходящем потоке воздуха и предназначено для разделения М с макс. размером частиц до 10 мм на два продукта по граничному зерну 0,2-5 мм. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления и габаритов классификатора за счет выполнения конусообразными пересыпными элементами (ЦЭ) 3 функции закручивателя потока . Они последовательно установлены в цилиндрической шахте (Ш) 1 меньшими основаниями вниз. Нижнее основание каждого ЦЭ 3 образовано срезом, косым по отношению к продольной оси Ш 1. Центры оснований смещены относительно продольной оси Ш 1 и расположены по винтовой линии, закрученной вокруг зтой оси. Шаг винтовой б (Л возду} :/: :о :л Фш

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 3 07 В 4/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Booby»

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4019043/29-03 (22) 28.01.86 (46) 15.09.87. Бюл. Р 34 (71) Уральский политехнический институт им. С.M.Кирова (72): М.Д.Барский, В.Л.Данилов, С.Ф.Шишкин, А.В.Катаев, A.В.Конова— лов, А.И.Петров и В.Б.Пономарев (53) 622.767.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 912302, кл. В 07 В 4/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1093364, кл. В 07 В 4/00, 1983. (54) ГРАВИ 1 АЦИОНН11Й ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ

КЛАС СИФИКАТО Р (57) Изобретение относится к области классификации сыпучих материалов (М) в восходящем потоке воздуха и предназначено для разделения М с макс. размером частиц до 10 мм на два продукта по граничному зерну 0,2-5 мм.

Цель изобретения — снижение гидравлического сопротивления и габаритов классификатора эа счет выполнения конусообразными пересыпными элементами (ПЭ) 3 функции эакручивателя потока. Они последовательно установлены в цилиндрической шахте (Ш) 1 меньшими основаниями вниз. Нижнее основание каждого ПЭ 3 образовано срезом, косым по отношения к продольной оси Ш 1. Центры оснований смещены относительно продольной оси Ш 1 и расС> положены по винтовой линии, закрученной вокруг этой оси. Шаг винтовой

13371 линии м.б. изменен поворотом ПЭ 3 относительно друг друга вокруг продольной оси Н i. Исходный M подается через течку 4 в И 1, где создается восходящий воздушный поток, движущийся по винтовой траектории через отверстия ПЭ 3. На частицы, перемещающиеся

51 в криволинейном потоке, одновременно с силами гравитации действуют центробежные силы. Величина центробежных сил, а значит и угол наклона нижнего основания ПЭ 3 и шаг винтовой линии, зависят от требуемой границы разделения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к классификации сыпучих материалов в восходящем потоке воздуха и предназначено для разделения материалов с максимальным размером частиц до 10 мм на два продукта по граничному зерну 0,2-5 мм.

Цель изобретения — снижение гидравлического сопротивления и габаритов классификатора за счет выполнения конусообразными пересыпными элементами функции закручивания потока.

На фиг.l изображен пневматический классификатор, общий вид, на фиг.2 пересыпные элементы, аксонометрия; на фиг.3 — схема расположения пересыпных элементов в шахте классификатора.

Пневматический классификатор состоит из сепарационной цилиндрической шахты 1, собранной из последовательно соединенных секций 2 с конусообразными пересыпными элементами 3, течки 4 и питателя 5 для подачи материала в шахту 1, бункера 6 для сбора крупного продукта, циклона 7 для улавливания мелкого продукта с бункером В и вентилятора 9 для создания восходящего воздушного потока.

Пересыпной элемент представляет собой усеченную коническую поверхность 10, плоскость нижнего основания отверстия ) 11 которой образована срезом, косым по отношению к предельной оси шахты, и расположена под углом с к горизонтам, а центр нюкнего основания ll смещен относительно продольной оси шахты и расположен по винтовой линии, закрученной вокруг этой оси с шагом Н. 111аг винтовой линии может быть изменен поворотом элементов 3 относительно друг друга вокруг продольной оси цилиндрической шахты 1.

Конструкция и взаимное расположение пересыпных элементов 3 предназначены для закрутки воздушного потока и оказания центробежного воздействия

5 на частицы материала. Наклонные нижние отверстия 11 конусов 3 образуют в шахте аппарата 1 винтовой канал, по которому вынужден двигаться воздушный поток, так как остальная часть шахты перекрыта поверхностью конических элементов 3. Проходя между наклонными отверстиями 11 соседних конусов 3, поток поворачивается как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, т.е, двигается по криволинейной траектории и сообщает частицам материала центробежные силы. Величина центробежных сил, а значит и угол наклона нижнего основания ll конусов 3 и шаг винтовой линии зависят от требуемой границы разделения. Экспериментально установлено, что наибольшей эффективности классификации

25 при различных границах соответствуют различные значения а и Н. При повышенных границах разделения необходимо увеличивать шаг Н и уменьшать угол о (т.е. снижать центробежное воздействие), а при уменьшении границы наоборот. Это объясняется тем, что чем меньше граница разделения, тем меньше скорость потока, и для сообщения достаточного центробежного воздействия требуется увеличить закрут35 ку потока. Комбинирование различных значений шага Н и угла позволяет достигать высокой эффективности разделения (М,, - 707) во всем диа пазоне границ от 0,1 до 5 мм.

Пневматический классификатор работает следующим образом.

Исходный материал подается питателем 5 через течку 4 в шахту аппарание прототипа складывается из суммы сопротивлений винтовых поверхностей и конусов, в то время как у предлагаемого аппарата только из сопротивлений конусообразных элементов. Сопротивления конических элементов обеих конструкций соизмеримо, а сопро— тивление винтовой поверхности по сравнению с конусами больше, так как конический элемент оказывает только местное сопротивление за счет сужения и поворота потока. Сопротивление трения конической поверхности в отличие от винтовой мало, потому что коническая поверхность гладкая и воз45

1ЗЗ71 та 1, где вентилятором 9 создается восходящий воздушный поток, двищужийся по винтовой траектории через наклонные отверстия 11 конусообразных

5 пересыпных элементов 3. На частицы, перемещающиеся в криволинейном пото— ке, одновременно с силами гравитации действуют центробежные силы. Крупные и долй приграничных классов частиц отводятся центробежными силами к стенкам секции 2, а мелкие и другая часть приграничных частиц увлекаются потоком и выносятся через отверстие 11 конуса 3 в вышерасположенную )5 секцию 2. Материал, отброшенный к стенкам секции 2, концентрируется в нижней части пересыпного элемента 3 у отверстия 11, где крупные частицы за счет большой силы гравитации (тяжести) проскакивают в нижнюю сек— цию 2, а мелкие возвращаются потоком в верхнюю секцию 2, где процесс разделения повторяется. Окончательный мелкий продукт классификации выделя- 25 ется в циклоне 7 и попадает в бункер 8, а крупный продукт собирается в бункере 6.

Таким образом в одной секции пневматического классификатора организу- 30 ется воздействие как центробежных, так и гравитационных сил на частицы материала, т.е. одна секция предлагаемого классификатора заменяет собой две секции известного, где центробежные силы действуют только в секции с винтовой поверхностью. При этом в 2 раза снижаются габариты шахты по высоте, так как исключаются секции с винтовой поверхностью, а эф- 4р фективность разделения не уменьшается.

Общее гидравлическое сопротивле51 дущный поток мало контактирует с ней, так как раскрытие потока на полное сечение (соприкосновение со стенками) после сужения происходит не сразу, а на некотором расстоянии, которое соизмеримо с высотой конического элемента.

С целью определения технологических показателей работы известного и предлагаемого классификаторов были проведены сравнительные испытания этих аппаратов. Исходным материалом для испытаний являлся гранулированный хлористый калий и техническая соль.

Модель прототипа состояла из восьми цилиндрических секций, в которых устанавливали по четыре конических и винтовых пересыпных элемента. Классификатор был двух модификаций: первый — из четырех секций, второй — из восьми с конусообразными элементами новой конструкции. Размеры секций всех аппаратов одинаковы, диаметр

100 мм, высота 100 мм.

При испытаниях ставились следующие задачи: сравнение гидравлического сопротивления и эффективности классификации известного и предлагаемого классификаторов в диапазоне границ разделения 0,2-5 мм, а также определение конструктивных параметров конусообразных пересыпных элементов, которые обеспечили бы наибольшую эффективность разделения, — угла наклона плоскости нижнего основания конуса к горизонту и взаимного расположения пересыпных элементов, шага винтовой линии, образуемой центрами наклонных нижних отверстий конусов.

Сравнительная характеристика гидравлического сопротивления и эффективности разделения классификаторов приведена в табл.).

Максимальная эффективность разделения и соответствующая ей граница разделения, достигаемые при различных углах наклона плоско сти основания конуса и шага винтовой линии (рассматриваемый аппарат из 2 4-х секций), приведены в табл.2.

По результатам сравнительных испытаний установлено, что гидравлическое сопротивление предлагаемого классификатора при одинаковом количестве

Таблица I

Граница разделения, предлагаемом известном предлагаемом известном

8 секций 4 секции

8 секций 4 секции

380 75, 6

63,5

770

0,2

940

65,0

66

850

450

0,5

1080

63,5

77,5

66,0!

040

530

0,8!

290 3,0

63,0

64,0

600

1,0

1300

1510

75,0

62,5

63,0

760

2,0

1700!

490

1980

74,5

62,5

)680

980

3,0

64,0

62,5

76,5

4,0

1900

2470

1500

5 )3371 секций с прототипом меньше на 20-25Х в то время как эффективность разделения на )0-)57 выше. При одинаковой эффективности разделения гидравлическое сопротивление предлагаемого клас5 сификатора в 2-2,5 раза меньше и высота шахты (число секций) при этом в 2 раза меньше.

Комбинируя различные соотношения конструктивных параметров пересыпных элементов и их взаиморасположения, можно достичь высокой эффективности разделения (70X) во всем диапазоне границ 0,2 до 5 мм. При увеличении границы разделения необходимо увеличивать шаг винтовой линии и снижать угол наклона основания конуса к горизонтам.

Формула изобретения

1. Гравитационный пневматический классификатор, включающий цилиндриГидравлическое сопротивление, пА, в классификаторе ческую шахту с последовательно установленными в ней меньшими основаниями вниз конусообразными пересыпными элементами, отличающийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления и габаритов классификатора за счет выполнения конусообразными пересыпными элементами функции закручивания потока, нижнее основание каждого конусообразного пересыпного элемента образовано срезом, косым по отношению к продольной оси цилиндрической шахты, а центры оснований смещены относительно продольной оси цилиндрической шахты и расположены по винтовой линии, закрученной вокруг этой оси.

2. Классификатор по п.1, о т л ич а ю щ и и с. я тем, что конусообразные пересыпные элементы установлены с возможностью поворота относительно друг друга вокруг продольной оси цилиндрической шахты.

Эффективность разделения по Эдеру-Майеру, Е, в классификаторе

1337 I 51

Таблица 2

40

50 фи 2

Составитель В. Правоторов

Техред Л.Олийнык

Корректор М.111ароши

Редактор Э.Слиган

4074/10 Тираж 538 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Шаг винтовой линии, выраженный через вы- соту секции

Зффективность разделения, 7 (в числителе) и граница разделения, мм (в знаменателе) при угле

62,1/2,66 63,0/1,65 71,0/0,54 71,1 /0,23

63,9/3,76 68,4/2,83 69,0/1,24 64,3/0,46

70,6/4,81 67,9/3,55 63,4/2,47 63,0/1,07