Гравитационный пневматический классификатор

 

Использование: разделение зернистых матариалов по крупности и может быть использовано в промышленности строительных материалов, горнорудной, угольной, химической отрослях промышленности и при производстве минеральных удобрений. Сущность изобретения: классификатор имеет загрузочное и разгрузочное приспособления и установленную между загрузочным патрубком дополнительной сепарационной колонки и загрузочным приспособлением классификатора жалюзийную решетку, на которой происходит предварительное обеспыливание. Мелкая фракция, прошедшая в подрешетное пространство жалюзийной решетки подвергается перечистке в дополнительной сепарационной колонке. Пылевоздушная смесь отводится через патрубок, расположенный над дополнительной сепарационной колонкой. Крупные частицы, теряя скорость в дополнительной сепарационной колонке, ссыпаются на зигзагообразную беспровальную распределительную решетку через соединительный канал в торцовой стенке корпуса. Основное разделение материала осуществляется в корпусе, состоящем из набора сепарационных колонок с пересыпными приспособлениями и на распределительной решетке. Последняя разделена на части напорными камерами с соплами в надрешетном пространстве. Обработка материала высокоинтенсивными газовыми струями обеспечивает его эффективную дезагрегацию и высокую остроту классификации. 3 ил.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, минеральных удобрений, горнорудной, угольной и химической отраслям промышленности и может быть использовано при пневматической классификации различных сыпучих материалов по границе крупности 0,05-5,0 мм.

Известен гравитационный пневматический многорядный классификатор, у которого корпус выполнен из набора вертикальных сепарационных колонок с пересыпными наклонными полками, распределительную решетку, установленную под ними, загрузочный и разгрузочный патрубки, приспособление для подачи воздуха под решетку (1).

Недостатком является низкая эффективность классификации сыпучих материалов из-за малой производительности пребывания материала на решетке.

Известным средством, имеющим наибольшее количество сходных признаков, является гравитационный классификатор, выполненный из набора вертикальных сепарационных колонок с пересыпными приспособлениями, установленную под ними распределительную решетку, загрузочное и разгрузочное устройство, приспособление для подачи воздуха и жалюзийную решетку, расположенную между загрузочным и разгрузочным устройствами (2).

Недостатком данной конструкции является низкая острота классификации сыпучего материала.

Предлагаемый гравитационный пневматический классификатор позволит повысить остроту классификации за счет организации процесса многократной перечистки продукта.

Классификатор содержит корпус, выполненный из набора вертикальных сепарационных колонок с пересыпными приспособлениями, установленную под ними распределительную решетку, на концах которой выполнен загрузочное и разгрузочное устройства, приспособления для подачи воздуха и жалюзийную решетку дополнительно он снабжен вертикальной сепарационной колонкой с пересыпными приспособлениями, к которой верхним концом примыкает жалюзийная распределительная решетка, расположенная между загрузочным патрубком и загрузочным устройством классификатора при этом распределительная решетка выполнена зигзагообразной и разделена на части напорными камерами, закрепленными вдоль нее с внешней стороны корпуса классификатора, и снабжена сопловыми элементами в надрешетной части, причем надрешетное пространство зигзагообразной решетки сообщается с подрешетным пространством жалюзийной решетки соединительным каналом в торцовой стенке корпуса.

Распределительная жалюзийная решетка, расположенная между загрузочным патрубком и загрузочным устройством, увеличивает вероятность разрушения агломератов из частиц, т. е. диспергирование материала и обеспечивает предварительное обеспыливание его, перед классификацией на основной решетке.

Наличие в классификаторе дополнительной сепарационной колонки, оснащенной пересыпными приспособлениями, дает возможность организовать дополнительную перечистку продукта, прошедшего в подрешетное пространство жалюзийной решетки, при этом наиболее крупные частицы возможно отсепарировать от основного газоматериального потока.

Выполнение основной распределительной решетки зигзагообразной, разделенной на части напорными камерами и с соплами в надрешетной части способствует изменению траектории и уменьшению скорости движения материала. В свою очередь обработка материала высокоинтенсивными газовыми струями создает зону гарантированного удержания материала. Влажные комкующиеся материалы, подвергаясь обработке высокоинтенсивными газовыми струями, дезагрегируются, что является необходимым условием для разделения материала по крупности.

Канал в торцовой стенке корпуса соединяет подрешетное пространство жалюзийной решетки и надрешетное пространство зигзагообразной решетки, через который ссыпается крупная фракция материала после перечистки в дополнительной сепарационной колонке на основную зигзагообразную распределительную решетку.

Такое выполнение гравитационного пневматического клаccификатора позволяет доcтичь выcокой оcтроты клаccификации материала за счет организации многократной последовательно-параллельной перечистки как мелкого, так и крупного продукта.

Известно, что зависимость эффективности классификации от режимных и конструктивных параметров для классификаторов заявляемого типа может быть представлена формулой: E = 1- - (1) где E - эффективность классификации по критерию Ханкока-Луйкена, доли ед.; β_o - массовая доля мелочи в исходном материале, доли ед.; ρ_д - плотность дисперсной фазы, кг/м³; ε - объемная доля воздуха в слое материала, находящегося на распределительной решетке, доли ед.; h - высота слоя материала на решетке, м; τ - время пребывания материала на решетке, с; μ - расходная концентрация материала, кг/м³; W_ап - скорость потока воздуха в сечении сепарационной зоны аппарата, м/с; α- угол наклона решетки к горизонтали, град.;
R_м - количество крупного материала, попавшего в мелкий продукт, доли ед.

Как видно из формулы (1), с увеличением τ эффективность классификации E возрастает. Организация процесса многократной перечистки мелкого продукта в сепарационных колонках уменьшает R_м и увеличивает E. Установка дополнительной жалюзийной решетки позволяет значительно уменьшить долю мелочи в материале, поступающем на зигзагообразную решетку β_o , следовательно, увеличить E. Струйная обработка материала, находящегося в псевдоожиженном слое на зигзагообразной решетке, обеспечивает эффективную диспергацию материала, повышает объемную долю воздуха в слое материала ε и время его пребывания на решетке τ .

Струйная обработка материала позволяет значительно интенсифицировать процесс классификации с помощью одновременного охлаждения материала, если это требуется по условиям к кондиционному продукту. Взаимное расположение элементов в аппарате делает его компактным, не требующим значительных производственных площадей.

На фиг. 1 изображен пневматический классификатор, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - зигзагообразная распределительная решетка, вид сверху.

Гравитационный пневматический классификатор включает в себя корпус 1 прямоугольного сечения, состоящий из сепарационных колонок 2 с установленными в них наклонными пересыпными полками 3, зигзагообразную распределительную решетку 4, разделенную на части напорными камерами 5 с сопловыми элементами в надрешетном пространстве 6, загрузочное 7 и разгрузочное 8 устройства, расположенные на концах зигзагообразной распределительной решетки 4. Напорные камеры 5 расположены также и снаружи аппарата, вдоль зигзагообразной решетки, внутри аппарата они переходят в вертикальные перегородки 9.

Дополнительная жалюзийная решетка 10 установлена между патрубком загрузки аппарата 11 (ИМ) и загрузочным устройством 7. Она помещена в корпусе 12 прямоугольного сечения, который в свою очередь, снабжен патрубком 13 подвода воздуха, а также дополнительной сепарационной колонкой 14 с наклонными пересыпными полками 15, заканчивающейся патрубком отвода пылевоздушной смеси 16 (В+М). Подрешетное пространство жалюзийной решетки 10 сообщается с надрешетным пространством зигзагообразной решетки 4 посредством канала 17. Классификатор снабжен патрубком 18 отвода пылевоздушной смеси, устройством 19 подвода воздуха под зигзагообразную решетку.

Гравитационный пневматический классификатор работает следующим образом.

Исходный материал (ИМ) через загрузочный патрубок 11 аппарата ссыпается на жалюзийную распределительную решетку 10, где, продуваясь горизонтальным потоком проходящего воздуха, обеспыливается по определенной границе (в зависимости от расхода воздуха через жалюзийную решетку). Обеспыленный на жалюзийной решетке 10 материал загрузочным устройством 7 подается на зигзагообразную распределительную решетку 4, где подвергается разделению на две фракции: крупную (К) и мелкую (среднюю) (М_ср). Мелкодисперсная фракция материала (М), унесенная потоком воздуха в пространство под жалюзийной решеткой 10, подвергается многократной перечистке в дополнительной сепарационной колонке 14, снабженной наклонными пересыпными полками 15. Фракция материала крупнее границы разделения, отсепаpиpовавшись в дополнительной сепарационной колонке 14, ссыпается через соединительный канал 17 на зигзагообразную решетку 4.

Обеспыленный материал, двигаясь по зигзагообразной решетке 4 псевдоожиженным слоем, продувается потоком воздуха, подводимого через патрубок 19, проходящим сквозь решетку 4 и дополнительным потоком воздуха, выходящим из напорных камер 5, через сопловые элементы 6 в виде высокоинтенсивных струй. Более мелкие частицы материла, имеющие скорость витания меньше скорости потока воздуха в свободном сечении аппарата, выносятся вертикальным потоком воздуха в сепарационные колонки 2, где подвергаются многократной перечистке. Отсепарированный в колонках 2 материал возвращается на зигзагообразную решетку 4 и процесс многократно повторяется. С нижнего конца зигзагообразной решетки 4 через разгрузочное устройство 8 из аппарата выгружается крупная фракция (К). Через патрубок 18 отвода пылевоздушной смеси из аппарата удаляется поток мелкой (средней) фракции (В+М_ср). Для изменения границ разделения достаточно изменить расходы воздуха, проходящего через распределительные решетки и сепарационные колонки. В случае разделения на фракции нагретого материала аппарат обеспечивает эффективное его охлаждение, т. к. высокоинтенсивные струи воздуха, выходящего из сопел, увеличивают коэффициент теплообмена между твердой и газовой фазой, а также увеличивает поверхность раздела фаз.

В УФ ВНИИГ испытан гравитационный пневматический классификатор с зигзагообразной распределительной решеткой, каждый из участков которой имеет наклон к горизонтали 10^о (фиг. 1-2). Каждая сепарационная колонка снабжена шестью пересыпными полками, установленными под углом 45^о к горизонтали.

При разделении дробленой сильвинитовой руды на прототипе острота классификации по критерию Эдера-Майера составляет 76%, а на заявляемом классификаторе 80% и более при этом граница разделения составляет 0,3 и 0,4 мм, расходная концентрация материала от 0,8 до 2,3 кг/м³, а скорость потока воздуха в свободном сечении аппарата от 3,0 до 3,6 м/с.

Формула изобретения

ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР, включающий корпус, выполненный из набора вертикальных сепарационных колонок с пересыпными приспособлениями, установленную под ними беспровальную распределительную решетку, на концах которой выполнены загрузочное и разгрузочное приспособления, приспособление для подачи воздуха и жалюзийную решетку, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной вертикальной сепарационной колонкой с пересыпными приспособлениями и загрузочным патрубком, к которой верхним концом примыкает жалюзийная решетка, расположенная между загрузочным патрубком и загрузочным приспособлением классификатора, при этом беспровальная распределительная решетка выполнена зигзагообразной и разделена на части напорными камерами, закрепленными вдоль нее с внешней стороны корпуса классификатора и выполненными с сопловыми элементами в надрешетной части, причем надрешетное пространство распределительной решетки сообщено с подрешетным пространством жалюзийной решетки соединительным каналом в торцевой стенке корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3