Способ разделения сыпучих материалов по крупности частиц
Использование: горнорудная, химическая , строительная промышленность и сельское хозяйство. Сущность изобретения: исходную смесь подают в полость барабана, скорость вращения которого рассчитывают из соотношения № { g 1 - j (1 - 1 1 5) 2/R } 2 рад/с, где R - радиус барабана , м; if)- степень заполнения барабана; д -объемное долевое содержание частиц максимальной крупности в сыпучем материале; g - ускорение свободного падения, м/с2. Вывод выделенных фракций осуществляют из мест их концентрации при пересыпании по внутренней поверхности барабана. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758732/03 (22) 14.11.89 (46) 07.11.92. Бюл. N 41 (71) Камский политехнический институт (72) М.С. Исламов (56) 1. Авторское свидетельство СССР М 188783, кл. В 07 В t3/02, 1965. 2. Авторское свидетельство СССР N. 1632520, кл. В 07 В 13/02, 1988. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ ПО КРУПНОСТИ ЧАСТИЦ (57) Использование: горнорудная, химическая, строительная промышленность и сельское хозяйство. Сущность изобретения: Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов по крупности частиц и может применяться в горнорудной, химической, строительной промышленности и в сельском хозяйстве. Известен способ разделения зерновой смеси на фракции во вращающемся барабане с ячейками на внутренней поверхности, осуществляемый на сепараторе, содержащем приводной ячеистый барабан, загрузочный и разгрузочный желоба (1). Известен способ сепарации сыпучих материалов, заключающийся в подаче смеси в полость вращающегося барабана и удалении из него фракций смеси из мест их концентрации при пересыпании, при котором барабану сообщают вращение вокруг горизонтальной оси со скоростью, обеспечивающей движение материала в режиме переката или водопадном режиме (2), „„. Ы„„1773504 А1 исходную смесь подают в полость барабана, скорость вращения которого рассчитывают из соотношения co= (g (1 - ф (1 1 1 д) ) /R ) рад/с, где R — радиус барабана,м; ф- степень заполнения барабана; д — объемное долевое содержание частиц максимальной крупности в сыпучем материале; g — ускорение свободного падения. м/с . Вывод выделенных фракций осуществляют из мест их концентрации при пересыпании по внутренней поверхности барабана. 3 ил. Недостатком известного способа является относительно большая мощность привода, обусловленная необходимостью непрерывного подъема больших масс материала на значительную высоту при враще- 4 нии барабана вокруг горизонтальной оси, разгона этих масс после остановки при пе- () ресыпании и сообщениям им скорости, рав- (Л ной окружной скорости барабана. Кроме того, в силу воздействия случайных факто- р ров при пересыпании материала, более крупная фракция, отбираемая из аппарата, особенно фракция максимальной крупноЪ сти; может быть в некоторой мере засорена более мелкой фракцией, что несколько снижает качество выделения частиц максимальной крупности. Целью изобретения является снижение расхода энергии на сепарацию и повышение качества разделения при выделении частиц максимальной крупности. 1773504 Согласно изобретению цель достигается тем, что по способу разделения сыпучих материалов по крупности частиц, включающему подачу исходной смеси в полость барабана, вращающегося с предварительно 5 рассчитанной угловой скоростью, разделение смеси по крупности и вывод выделенных фракций, угловую скорость вращения барабана рассчитывают из соотношения 1 и= {g(1 — 1р{1 — д)) /R), рад/с, (1) 35 (2) го Долевое содержание крупной фракции д определяется как отношение площадей 40 колец с радиусами го, r и r(), R: д- - ° . (3) го Из выражений (1) и (2) определяется радиус r. Угловая скорость в, необходимая для того, чтобы слой материала с минимальным радиусом перемещался совместно с барабаном как одно целое, определяется иэ выражения г г(Р g из которого после преобразований с учетом формул (2) и (3) получают формулу (1). Перечисленные фигуры представляют собой схематическое изображение устройгде R — радиус барабана, м; д — объемное долевое содержание час- 15 тиц максимальной крупности в сыпучем материале; о — ускорение свободного падения, м/с; ф- степень заполнения барабана. 20 На фиг. 1 изображен продольный разрез сепаратора; на фиг. 2 - разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема для расчета скорости вращения барабана. На фиг. 3 R — радиус барабана; го и r — 25 соответственно радиус свободной поверхности смеси при ее равномерном распределении по поверхности барабана и радиус поверхности, разграничивающей крупную и мелкую фракции смеси. 30 Степень заполнения фопределяется как отношение площадей поперечных сечений материала и барабана: ства для сепарации сыпучих материалов по авт.св. СССР hh 1458031, используемого для осуществления предложенного способа разделения сыпучих материалов по крупности частиц. Устройство (сепаратор) состоит из приводного барабана 1, неподвижного диска 2, жестко скрепленного с загрузочным лотком 3 и установленного в полости барабана с зазором а в нижней части диска 4, имеющего эксцентрично расположенное отверстие 5 и установленного с воэможностью поворота в торцовой части барабана. В отверстии 5 с возможностью поворота установлен второй диск 6 с эксцентричным отверстием 7, в котором с возможность(о вращения и поступательного осевого перемещения установлено разгрузочное приспособление 8 в виде полого цилиндра со спиралью 9, жестко скрепленной со стенками цилиндра, Устройство оснащено желобами 10 и 11 под приспособлениями 8 и 12 для передачи мелкой 13 и крупной 14 фракций в технологический поток. Для осуществления поворота диска 4 предусмотрена червячная передача (червяк 15 и червячный венец 16). Барабан 1 посредством бандажа 17 установлен на опорных роликах 18. Для фиксации диска 6 в нужном положении относительно диска 4 предусмотрены зажимные винты 19. На патрубке 20 диска 6 смонтирован пневмо- или гидроцилиндр 21, шток 22 которого шарнирно соединен с кольцом 23, установленным в кольцевом пазу 24 на поверхности цилиндра 8. На площадке 25 кольца 23 смонтирован привод 26 для приведения во вращение цилиндра 8 посредством зубчатых (или фрикционных) колес 27 и 28, одно из которых установлено на валу привода 26, а другое — на разгрузочном цилиндре 8. В зазоре а монтируется с возможностью регулирования положения скребок 29. Устройство работает и способ осуществляется следующим образом. Барабану 1 сообщают вращение и по загрузочному лотку 3 непрерывно подают сыпучий материал на сепарацию. Скорость в вращения барабана назначают, определив ее для заданной степени заполнения барабана упри известном радиусе барабана R и долевом обьемном содержании д крупной фракции иэ соотношения Х 1 и = (р (1 -У(1 — д)1 /Д/, рад/с. Экспериментально установлено, что при скорости вращения, соответствующей соотношению (1), мелкие фракции 13 совер1773504 шают круговое движение совместно с барабаном 1, не пересыпаясь (т.е. движутся в режиме махового колеса). а частицы крупной фракции 14 выделяются из смеси, концентрируются и перекатываются над свободной поверхностью кругового кольца, образованного движущейся совместно с барабаном 1 мелкой фракцией 13. Перемещениями (поворотами) дисков 4 и 6 устанавливают ось разгрузочного приспособления по центру концентрации крупной фракции 14, включают привод 26 для приведения во вращение цилиндра 8 и приводят в периодическое возвратно-поступательное движение поршень цилиндра 21, за счет чего периодически вводится в полость барабана 1 и выводится из нее разгрузочное приспособление 8, при этом благодаря спирали 9 крупная фракция 14 извлекается из полости барабана 1 и перегружается в лоток 10, Мелкая фракция 13 при вращении барабана срезается скребком 29 и выпадает в лОтОк 11. Так как при соблюдении (1) материал мелкой фракции 13 равномерно распределяется по поверхности барабана 1 в виде кругового кольца (см. фиг. 2 и 3), то центр масс мелкой фракции 13 при осуществлении процесса постоянно находится на оси вращения барабана 1, и, следовательно, не происходит подьема материала мелкой фракции и не затрачивается энергия на его подъем. Благодаря этому решается задача снижения расхода энергии, поставленная в цели изобретения. Достижение другой цели — повышение качества выделения частиц максимальной крупности — обеспечивается благодаря тому, что, как установлено экспериментально, в материале, концентрирующемся над свободной поверхностью кругового кольца мелкой фракции 13, присутствуют только частицы крупной фракции, частиц мелкой фракции там нет. Пример, Сыпучая смесь — песок крупностью 0.....0,5 мм, объемная доля 0,7, алюминиевая дробь крупностью 4 мм, обьемнаядоля д=0,3, Радиусбарабана R=0,15 мм, Степень заполнения барабана ф= 0,1. Определяли угловую скорость барабана в из соотношения (1): /0.15 ) 5 в=(9,81(1 — 0,1(1 — 0,3)) =8;24 рад/с 25 Формула изобретения Способ разделения сыпучих материалов по крупности частиц, включающий подачу исходной смеси s полость барабана, вращающегося с предварительно рассчитанной угловой скоростью, разделение смеси по крупности и вывод выделенных фракций, отличающийся тем. что, с целью снижения расхода энергии на сепарацию и повышения качества разделения при выделении частиц максимальной крупности, угловую скорость вращения барабана а рассчитывают из соотношения 40 1 1 ® = |g (1 — 1/ (1 — д)) 2/ 2, рад/с, где R — радиус барабана, м; ф — степень заполнения барабана; д — объемное содержание частиц максимальной крупности в сыпучем материале; у — ускорение свободного падения, м/с . Устанавливали скорость вращения ба10 рабана в = 8,24 рад/с и производили сепарацию смеси согласно описанному выше, Мощность (при ширине барабана 50 мм — экспериментальная установка) на вращение барабана снизилась со 100 Вт (известный способ) до 30 Вт (предложенный способ), т.е. снижение расхода энергии составило(100 — 30): 100 = 0,7 = 707;, Песок в выделенной алюминиевой дроби обнаружен не был. Внедрение изобретения расширяет ассортимент технических средств, применяемых для сепарации сыпучих материалов, и позволяет снизить энергетические затраты. 1773504 1773504 Составитель М.Исламов Тех ред M.Мор гентал Корректор О.Юрковецкая Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3886 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
