Вихревой сепаратор мелкодисперсного материала

 

Сущность изобретения: вихревой сепаратор мелкодисперсного материала содержит соосно расположенные элементы, каждый из которых имеет цилиндрический корпус из немагнитного материала с осевым входным патрубком, в котором установлен завихритель, тангенциальный ввод вторичного потока, размещенный в верхней части корпуса каждого элемента, патрубок отвода пыли в нижней части каждого из элементов, причем выходной патрубок одного элемента является одновременно осевым входным патрубком другого элемента. Вихр.евой сепаратор снабжен осевой трубой, выполненной из немагнитного материала и соединяющей все соосно расположенные элементы, на которой дополнительно установлены концентраторы магнитного поля, расположенные над соответствующими осевыми входными патрубками, а на корпусах элементов дополнительно установлены охватывающие их электромагнитные системы , подключенные к источникам трехфазного тока согласно направлению вращения разделяемого материала, управляемым соответствующими преобразователями частоты . 2 ил. w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 04 С 3/06, В 03 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4937246/26 . (22) 16.05.91 (46) 23.04.93. Бюл, 1Ф 15 (71) Московский текстильный институт им. А. Н. Косыгина (72) Б. С, Сажин, С. И. Коротченко и В, А. Румянцев (56) Патент США М 3917568, кл. В 04 С 3/06, 1975. (54) ВИХРЕВОЙ СЕПАРАТОР МЕЛКОДИСПЕРСНОГО МАТЕ РИАЛА (57) Сущность изобретения: вихревой сепа- ратор мелкодисперсного материала содержит соосно расположенные элементы, каждый из которых имеет цилиндрический корпус из немагнитного материала с осевым входным патрубком, в котором установлен завихритель, тангснциальный ввод вторичного потока, размещенный в верхней части

Изобретение относится к области сепарации взвешенных частиц, в частности к отделению их потока ГАЗА взвешенных твердых магнитных частиц и может быть использовано для очистки ГАЗОВ и классификации мелкодисперсных магнитных материалов на тонкие фракции в химической, строительной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение точности сепарации мелкодисперсного магнитного материала на тонкие фракции и воэможности ее регулирования.

На фиг. 1 изображена схема вихревого сепаратора мелкодисперсного материала; на фиг. 2 — элемент сепаратора, Вихревой сепаратор мелкодисперсного материала содержит соосно-расположенЯ2 1810118 А1 корпуса каждого элемента,-патрубок отвода пыли в нижней части каждого из элементов, причем выходной патрубок одного элемента является одновременно осевым входным патрубком другого элемента, Вихревой сепаратор снабжен осевой трубой; выполненной из нема гнитного материала и соединяющей все соосно расположенные элементы, на которой дополнительно установлены концентраторы магнитного поля, расположенные над соответствующими осевыми входными патрубками, а на корпу сах элементов дополнительно установлены охватывающие их электромагнитные системы, подключенные к источникам трехфазного тока согласно направлению вращения разделяемого материала, управляемым соответствующими преобразователями частоTbl. 2 ип, ные элементы, каждый из которых имеет цилиндрический корпус 1, 1, 1", 1", 1м™ из немагнитного материала с осевым входным патрубком 2, 2, 2", 2", 2"" и тангенциальным вводом 3, 3, 3", 3", 3 " вторичного потока с клапаном регулировки 4, 4, 4", 4 ", 4"", размещенном в верхней части каждого из элементов сепаратора, Каждый из соосно-расположенных элементов имеет патрубок отвода пыли 5, 5, 5", 5", 5 "",. расположенный в нижней части. элемента.

Каждый соосно-расположенный элемент сепаратора имеет соответственно размещенный в верхней части корпуса 1, 1", 1", 1"", осевой выходной патрубок 2",2", 2 ", 2, причем патрубки 2 ;2", 2 являются одновременно входными осевыми патрубками корпусов элементов 1", 1 ", 1 ", и выходными.пат1810118 рубками корпусов элементов 1, 1", 1" соответственно. Осевой входной патрубок 2 является одновременно патрубком подвода газовзвеси (для классификации) к сепаратору в целом. Осевой выходной патрубок 2" :является общим выходным патрубком для всех элементов сепаратора. Все сооснорасположенные элементы сепаратора соединены между собой осевой трубой 6, выполйенной из немагнитного материала.

Наличие осевой трубы 6 позволяет не нарушая гидродинамической обстановки в рабочей зоне аппарата установить концентраторы магнитного поля 7, 7, 7", 7 ", 7"", которые нужно расположить под соответствующими осевыми входными патрубками 2, 2, 2", 2 ", 2"" в которых установлены эавихрители 8. На корпусах элементов 1, 1, 1", 1", 1"" установлены охватывающие их электромагнитные системы 9, 9, 9", 9", 9"", подключенные к источникам питания— преобразователям частоты 10.

Рассмотрим работу одного элемента вихревого сепаратора мелкодисперсного .материала. В корпус 1 сепаратора через осевой ввод 2 подается поток газовзвеси, содержащий мелкодисперсный магнитный материал. С помощью завихрителя 8 газовому потоку придается вращательное движение, благодаря которому частицы твердой фазы отбрасываются к стенкам корпуса 1 элемента, Одновременно, через тангенциальный ввод 3, размещенный в верхней части корпуса -1, подается поток чистого вторичного газа навстречу восходящему потоку запыленного газа. Оба потока закруче ны в одном направлении, Клапаном 4 регулируется величина расхода вторичного потока, при которой потоки встречаются над осевым вводом 2 элемента. В таком режиме, в зоне взаимодействия восходящего осевого и нисходящего, периферийного потоков образуется "пылевое кольцо" из частиц материала, поступающих с осевым потоком через осевой входной патрубок 2.

Образующееся "пылевое кольцо" обладает определенной величиной массы накапливающихся в нем частиц материала, которая зависит от конструктивных и режимных параметров аппарата и от физико-механических свойств пыли. При поступлении новых частиц материала в "пылевое кольцо", наиболее крупные по размеру частицы выпадают из него в нижнюю часть аппарата и отводятся через патрубок отвода пыли 5, Более мелкие частицы с частью крупной фракции выносятся из аппарата через осевой выходной патрубок. Для повышения ,. точности сепарации мелкодисперсного материала на тонкие фракции (меньше 5 мк) с точностью разделения не более 1 мк и возможности ее регулирования по оси элемента расположена труба 6 из немагнитного материала с концентратором 7 магнитного поля, которое создается охватывающей электромагнитной системой 9, расположенной на корпусе 1 элемента. Расход Вторичного потока клапаном 4 выбирается таким образом, чтобы "пылевое кольцо" находи"0 лось между электромагнитйой системой 9 и концентратором магнитного поля 7. На электромагнитную систему 9 подается питание трехфазного тока, благодаря чему создается вращающееся магнитное поле, "5 направление которого совпадает с направлением вращения разделяемого материала.

Концентратор магнитного поля 7 обеспе- чивает равномерность магнитного поля и сужает зону воздействия поля на вращаю20 щийся слой материала, что увеличивает степень притяжения магнитйых частиц. Под действием центробежной силы и силы притяжения магнитных частиц полем образуется тонкий слой вращающихся частиц

25 материала, Перемещаясь по окружности,частицы сталкиваются со стенкой корпуса 1, двигаясь по хордам соответствующих дуг окружности. Образуетея так йазываемый кипящий слой магнитных частиц в магнит- . ном поле Щ. Диаметр концентратора магнитного поля 7 выбирается из технических условий, определяемых конструкцией электромагнитной системы и режима ее эксплу-. атации, На электромагнитную систему 9

З5 падается трехфазный ток определенной частоты, с помощью преобразователя частоты

10, Установлено, что на частицы определенного размера наибольшее влияние оказывает магнитное поле, имеющее определенную

40 частоту тока. Поэтому; для точного выделения из потока газовзвеси нужной фракции на электромагнитную систему 9 подают ток соответствующей частоты, Более мелкие частицы, на которые частотное поле оказыва45 ет слабое воздействие, выносятся из зоны

"пылевого кольца". и удаляются из элемента через выходной патрубок. Частицы выделяемой из газовзвеси фракции самопроизвольно выпадают из "кипящего слоя."

C Ï намагниченных частиц и удаляются через патрубок отвода пыли 5, расположенный в нижней части элемента. Частотное регулирование магнитным полем позволяет точно выделить из газовзвеси тонкую фракцию

55 мелкодисперсного материала. Влияние частоты магнитного поля распространяется на частицы размером 1-5 мк: Например, экспериментально установлены диапазоны чаг, тот магнитного поля при сепарации части порошка карбонильного железа марки Г

1810118

10:d@ = 3 5 мк, f = 170-180 Гц и порошка карбонильного железа марки P — 20:dw = 2 мк, f = 380 Гц. Эксперимент проводился в вихревом сепараторе диаметром 80 мм-.

Вихревой сепаратор мелкодисперсного материала, содержащий в среднем четыре ступени, работает следующим образом. В осевой входной патрубок 2 первого элемента подается поток разделяемой газовзвеси.

Максимальный размер классифицируемого материала — 5 мк. Между обкладками охватывающей корпус 1 электромагнитной системы 9 и концентратором магнитного поля

7 создается вращающийся "пылевой слой" частиц сепарируемого материала, который образуется в результате взаимодействия вращающихся s одном направлении восходящего осевого потока газовзвеси и нисходящего периферийного вторичного потока чистого газа. На электромагнитную систему, 9 подается трехфазный ток, обеспечивающий создание вращающегося магнитного поля согласно направлению вращения разделяемого материала, с частотой f, соответствующей выделяемой наиболее крупной фракции материала. Отсепарируемая фракция материала, имеющая бж = dao, удаляется через патрубок отвода, пыли 5, Остальная часть материала уносится азовым потоком через выходной патрубок 2", являющийся входным, для корпуса 1" следующего элемента. Выделение следующей фракции происходит в корпусе 1 следующего элемента, аналогично„но при питанииэлектромагнитной системы 9" током с частотой Г . Диаметр частиц выделяемой фракции дщ = de" и так далее; пока диаметр частиц уносимого из элемента материала не будет равным

dao < 1 мк. При этом, частоты подаваемого тока на электромагнитные системы 9, 9", 9" 9 " и диаметры частиц отсепарированного материала в каждоМ из элементов

5 находятся из условия: 50 Гц < f < Г < Г <

<Г" < 400 Гц, 5 мк > d5o > dao" > бю " >

>с1щ " > 1 мк, При необходимости разделения материала на более крупные фракции какой-либо из элементов может быть исклю10 чен из общей схемы их расположения.

Формула изобретения

Вихревой сепаратор мелкодисперсного материала, содержащий соосно располо15 женные элементы, каждый из которых имеет ци ли ндри ческий корпус с осе вы м входным патрубком, в котором установлен завихритель, тангенциальный ввод. вторичного потока, размещенный в верхней части

20 корпуса каждого элемента, патрубак отвода пыли в нижней части каждого из элементов, причем выходной патрубок одного элемента является одновременно осевым входным патрубком другого элемента, о т л и25 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности сепараций мелкодисперсного магнитного материала.на тонкие фракции и возможности ее регулирования, соосно расположенные элементы соединены меж30. ду собой осевой трубой, выполненной из немагнитного материала; на которой установлены концентраторы магнитного поля,. расположенные над соответствующими осевыми входнымй патрубками, а на корпу35 сах элементов установлены охватывающие их электромагнитные системы, подключенные к источникам трехфазного тока через преобразователи частоты, 1810118

1810118

Редактор

Заказ 1408 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно;издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель 9. Лялин

Техред М,Моргентвл!

KoppeicropJf Вашкович