Пневмоклассификатор

 

Использование: пневматическая классификация сыпучих материалов в восходящем потоке воздуха и м.б. применено для разделения материалов на два продукта разной крупности в горной, химической, металлургической, строительной и др. отраслях промышленности. Сущность изобретения: пневмоклассификатор содержит вертикальный круглый корпус 1, внутри которого закреплены пересыпные элементы 6 и 7, выполненные в виде соосных конусов и перевернутых полых усеченных конусов. По оси корпуса установлен вал 9, на котором закреплены скребки 10, 11, очищающие пересыпные элементы 6, 7 от зависающего и налипшего материала. Каждый из нижележащих скребков сдвинут по отношению к вышележащему на угол α=600dn , где d - диаметр корпуса. Частота вращения вала устанавливается из выражения n <0,05 d. Исходный материал через патрубок 2 поступает на элементы 6, 7. Материал распределяется равномерно по сечению корпуса 1 и интенсивно продувается восходящим потоком из патрубка 3. Крупные частицы выпадают через патрубок 4, мелкие уносятся через патрубок 5. Скребки 10, 11 не допускают зависания материала на пересыпных элементах 6, 7 и их поверхность постоянно остается чистой. Агрегаты из слипшихся частиц, пересыпаясь по элементам 6, 7, многократно ударяются о чистую и поэтому жесткую поверхность и разрушаются. 3 ил.

Изобретение относится к пневматической классификации сыпучих материалов в восходящем потоке воздуха и может найти применение для разделения материалов на два продукта разной крупности в горной, химической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности.

Известен пневматический классификатор, включающий вытянутый по вертикали корпус, патрубки для подачи исходного материала и воздуха и отвода готовых продуктов и размещенные внутри корпуса пересыпные элементы [1]. Недостатком известного классификатора является низкая эффективность классификации увлажненного (с влажностью 2-5%) и склонного к налипанию материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гравитационный пневматический классификатор, включающий вытянутый по вертикали корпус, патрубки для подачи исходного материала и воздуха и отвода готовых продуктов и пересыпные элементы, выполненные в виде прямоугольных подпружиненных полок [2]. В этом классификаторе зависание увлажненного и склонного к налипанию материала значительно меньше, однако полностью оно не исключено. Зависание и налипание материала на подпружиненной полке начинается с отдельных небольших участков, своеобразных пятен, из-за попадания на полку частиц материала с повышенной влажностью, а также в результате неравномерной подачи материала в классификатор и уменьшения при этом амплитуды колебаний подпружиненной полки. Площадь с зависшим и налипшим материалом на разных полках в начальный период различна: на одних она больше, на других - меньше. На участках полок с зависшим материалом из-за большей шероховатости поверхности истечение материала ухудшается и его основной поток начинает истекать с чистых участков поверхности полок. В результате концентрации потока материала, истекающего с чистых поверхностей полок, резко нарушается равномерность его распределения в сечении классификатора и в целом снижается эффективность классификации.

В последующем происходит постепенное зарастание полок зависшим и налипшим материалом вокруг описанных выше пятен, при этом шероховатость их поверхности становится неравномерной, также приводящей к неравномерности истечения материала с различных участков полок и снижению эффективности классификации.

При классификации увлажненного материала агрегаты из слипшихся частиц, ударяясь о чистую жесткую или подпружиненную поверхность полок, разрушаются на свободные частицы, которые и подвергаются классификации. При зависании и налипании материала на полках образуется своеобразная подушка из налипшего материала, препятствующая разрушению агрегатов из слипшихся мелких частиц, поэтому эти слипшиеся мелкие частицы попадают в крупный продукт.

Таким образом, очистка полок от зависшего и налипшего материала путем их подпружинивания, как это пpедусмотрено в устройстве прототипа, при классификации увлажненного материала является недостаточной, а это снижает эффективность классификации.

Целью изобретения является повышение эффективности классификации увлажненного материала за счет исключения зависания и налипания материала на пересыпных элементах.

Поставленная цель достигается тем, что в пневмоклассификаторе, включающем вытянутый по вертикали корпус, патрубки для подачи исходного материала и воздуха и отвода готовых продуктов и размещенные внутри корпуса пересыпные элементы, согласно изобретению, корпус пневмоклассификатора выполнен в поперечном сечении в виде окружности, пересыпные элементы выполнены в виде чередующихся концентрических и соосных с корпусом конусов и опрокинутых усеченных конусов, а по оси корпуса установлен дополнительный вал с закрепленными на нем дополнительными скребками, повторяющими форму образующих линий поверхности пересыпных элементов и прилегающими к ним, при этом частота вращения дополнительного вала устанавливается исходя из выражения n < 0,05d, а каждый нижележащий скребок сдвинут по отношению к вышележащему скребку по ходу их вращения на угол α= 600 ˙d ˙n, где n - частота вращения дополнительного вала, с^-1; d - внутренний диаметр корпуса пневмоклассификатора, м; α - угол в горизонтальной плоскости между смежными скребками, град.

Совокупность новых признаков в предложенном устройстве приводит к появлению нового качества - возможности надежной, стабильной и эффективной классификации увлажненного материала.

На фиг.1 изображен пневмоклассификатор, вертикальный разрез; на фиг.2 - элементы конструкции классификатора в разрезе; на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2.

Пневмоклассификатор содержит корпус 1, выполненный в поперечном сечении в виде окружности, присоединенный к корпусу патрубок 2 подачи исходного материала, патрубок 3 подвода воздуха, патрубок 4 отвода крупного продукта и патрубок 5 отвода мелкого продукта. Внутри корпуса установлены пересыпные элементы 6, 7. Пересыпные элементы 6 выполнены в виде конусов, установленных на спицах 8, а пересыпные элементы 7 - в виде перевернутых усеченных конусов, прикрепленных непосредственно к корпусу. В вершинах конусов пересыпных элементов 6 выполнены отверстия. По оси корпуса и пересыпных элементов установлен вал 9. К валу жестко прикреплены скребки 10, 11. Рабочая часть скребков прилегает к поверхности пересыпных элементов и поэтому повторяет форму образующих их линий. Скребки выполняются, например, в виде узких (в плане) металлических (или неметаллических) пластин. Такое выполнение весьма незначительно уменьшает площадь пересыпных элементов (фиг.3) и поэтому не вносит серьезных возмущающих воздействий в процесс классификации руды. Дополнительный вал 9 приводится во вращение приводом 12.

Пневмоклассификатор работает следующим образом.

Исходный материал через загрузочный патрубок 2 поступает в корпус 1 на пересыпные элементы 6, 7. На пересыпных элементах, выполненных в виде конусов и перевернутых усеченных конусов, поток материала распределяется равномерно по всему сечению классификатора и интенсивно продувается восходящим потоком воздуха, поступающим через патрубок 3. Крупные фракции материала выпадают через патрубок 4, а мелкие уносятся вместе с отработанным воздухом через патрубок 5. Вращающиеся скребки 11, 12, закрепленные на валу 9, не допускают зависания материала на пересыпных элементах 6, 7. Поэтому поверхность пересыпных элементов во время работы постоянно остается чистой. Это позволяет улучшить эффективность классификации увлажненного материала. Агрегаты из слипшихся частиц, пересыпаясь по пересыпным элементам, многократно ударяются о чистую и поэтому жесткую поверхность этих элементов и разрушаются на свободные частицы. Мелкие из этих частиц выносятся с воздухом в патрубок 5, а крупные выпадают через патрубок 4. В результате эффективность классификации увлажненного материала увеличивается.

При классификации материалов, склонных к налипанию, на валу могут быть размещены также дополнительные скребки, очищающие внутреннюю поверхность стенок корпуса классификатора. Чтобы вращающиеся скребки не нарушили стабилизировавшегося равномерного распределения материала в классификаторе, линейная скорость их перемещения должна быть не менее чем на порядок меньше скорости движения частиц материала по поверхности пересыпных элементов.

Скорость частиц материала по поверхности пересыпных элементов классификатора составляет в среднем 0,15 м/с, поэтому линейная скорость любой точки скребка не должна превышать 0,015 м/с.

С учетом изложенного частота вращения вала связана с линейной скоростью скребка зависимостью n < < < 0.05·d , где n - частота вращения вала, с^-1; v - скорость движения частиц по поверхности пересыпного элемента, м/с; d - внутренний диаметр корпуса классификатора, соответствующий расстоянию от вала до наиболее удаленной точки скребка, м.

Указанные режимные параметры вращения вала с закрепленными на нем скребками позволяют эффективно очищать поверхность пересыпных элементов от зависшего и налипшего материала и при этом оказывать лишь минимальное отрицательное воздействие на его распределение в сечении классификатора. Это минимальное отрицательное воздействие проявляется в том, что впереди скребка по ходу его вращения, несмотря на небольшую скорость его перемещения по сравнению со скоростью движения материала по поверхности пересыпных элементов, образуется небольшая зона 13 повышенной концентрации материала, а сзади скребка - небольшая зона 14 пониженной концентрации материала, что несколько нарушает равномерность распределения материала в сечении классификатора. Поэтому для обеспечения более равномерного распределения материала каждый нижележащий скребок сдвинут по отношению к вышележащему на угол αпо ходу их вращения. Благодаря такому расположению скребков материала из зоны повышенной концентрации верхнего скребка пересыпается в зону пониженной концентрации нижнего скребка. В результате равномерность распределения материала в сечении классификатора улучшается.

Угол α между смежными по высоте скребками определяется из выражения α = , (1) где t₁ - время движения частицы материала по поверхности пересыпного элемента, с; t₂ - время одного полного оборота скребка, с.

t₁= ,
(2) где b - ширина поверхности пересыпного элемента, по которой перемещается частица материала, м.

В оптимальном режиме классификации имеем
b = 0,25˙d . (3)
Также имеем
t₂= .

(4)
Подставив (2), (3), (4) в (1), получим
α = = = =600·d·n (град.)
Таким образом, введение в классификатор в соответствии с изобретением дополнительных скребков, а также обоснование таких основных технологических параметров, как скорость их вращения и угол между ними, позволяет эффективно и без отрицательных последствий на степень равномерности распределения материала в классификаторе очищать поверхность пересыпных элементов от зависшего и налипшего материала и за счет этого повысить эффективность классификации увлажненного материала.

Предлагаемый пневмоклассификатор может найти достаточно широкое применение, например, в калийной промышленности для разделения и обеспыливания склонных к налипанию калийной руды и готового продукта - хлористого калия. Обеспечивая удовлетворительную эффективность классификации, предлагаемое изобретение может заменить классификаторы с термической подсушкой материала, что позволит снизить затраты на классификацию и сэкономить дефицитные и дорогие нефтепродукты.

Формула изобретения

ПНЕВМОКЛАССИФИКАТОР, включающий вертикальный корпус, патрубки для подачи исходного материала и воздуха и отвода готовых продуктов и размещенные в корпусе пересыпные элементы, отличающийся тем, что корпус выполнен в поперечном сечении в виде окружности, пересыпные элементы - в виде чередующихся концентрических и соосных с корпусом конусов и расположенных большим основанием вверх полых усеченных конусов, при этом по оси корпуса установлен вал с закрепленными на нем скребками, повторяющими форму образующих линий поверхности пересыпных элементов и прилегающими к ним, при этом частота вращения вала устанавливается из выражения n < 0,05 с^-1, а каждый нижележащий скребок сдвинут по отношению к вышележащему скребку по ходу их вращения на угол α = 600 dn , где d - внутренний диаметр корпуса, м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3