Установка для разделения порошкообразных материалов по крупности

 

Использование: разделение порошкообразных материалов на фракции воздушной сепарацией и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства. Сущность изобретения: установка позволяет разделять различные материалы на несколько фракций (три и более) при низких энерго- и эксплуатационных затратах. Установка включает узел подачи исходного материала, основной 1 и два дополнительных 2 и 3 модуля. Каждый модуль содержит цилиндрический корпус с конусной нижней частью, патрубки для подачи материала и вывода соответственно мелкой и крупной фракций продукта, патрубок подачи классифицирующего газа (воздуха), турбулизатор, размещенный в корпусе, две цилиндрические вставки, обтекатель для распределения материала с вершиной, обращенной в направлении, противоположном направлению движения материала, средство создания направленных газовых потоков, сборники готового продукта. Патрубок вывода мелкой фракции продукта каждого дополнительного модуля сообщен с осадительной камерой, снабженной отбойным приспособлением, патрубком вывода продукта и патрубком подачи газа (воздуха), причем осадительная камера 20 первого дополнительного модуля 2 герметично соединена с корпусом основного модуля 1, патрубок вывода крупной фракции основного модуля 1 сообщен с патрубком подачи материала первого дополнительного модуля 2, а патрубок 23 вывода из осадительной камеры первого дополнительного модуля сообщен через отгружатель 25 с патрубком 9 подачи материала второго дополнительного модуля 2, а все патрубки подачи газа в основной и дополнительные модули снабжены регуляторами расхода. 2 ил.

Изобретение относится к пневматической классификации различных материалов в восходящем потоке газа и предназначено для разделения порошков исходной крупностью 2-3 мм на три и более продуктов по граничному зерну от 40 мкм и выше.

Предлагаемая установка может быть использована для классификации трудных материалов, содержащих значительное количество частиц менее 20 мкм и способных образовывать устойчивые конгломераты и может применяться для разделения сыпучих материалов на несколько фракций (три и более) в металлургической, горной, строительной и других отраслях промышленности. Оно может быть использовано также в технологических процессах, требующих повышенной точности разделения тонкодисперсных материалов в слюдяной, цементной, керамической, фармацевтической, мукомольной, химической и других отраслях промышленности.

Известны установки для пневматической классификации порошкообразных материалов на несколько фракций в восходящем турбулентном потоке [1 4] Однако все известные устройства не достаточно эффективны в работе, поскольку в них осуществляется принцип повторяющегося процесса отделения одной из фракций (мелкой или крупной) и последующего разделения другой фракции.

Известно устройство для разделения порошкообразных материалов по крупности, которое позволяет проводить классификацию эффективно за счет создания предварительного псевдоожижения исходного материала и оптимизации аэродинамического режима. Классификационный аппарат (модуль) содержит корпус с установленными соосно внутри него двумя цилиндрическими вставками и расположенным между ними обтекателем с вершиной, обращенной в направлении, противоположном направлению движения исходного материала. Между боковой поверхностью корпуса и вставками размещен турбулизатор, образованный спиральными направляющими, закрепленными на цилиндрических вставках [1] Как уже отмечалось, это устройство достаточно эффективно в работе, однако в нем можно разделять материалы только на две фракции.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создания такого устройства, которое, осуществляя эффективную гравитационную классификацию в диапазоне крупности от 40 мкм и выше, позволило бы разделять материал на несколько фракций при минимальных затратах энергии и площадей.

Достигается это тем, что предложена установка для разделения порошкообразных материалов по крупности на несколько фракций, включающая узел подачи исходного материала, классификационный модуль, содержащий цилиндрический корпус с конусной нижней частью, патрубки подачи исходного материала, вывода соответственно мелкой и крупной фракций, патрубок подачи классифицирующего газа, турбулизатор, размещенный в корпусе между его боковой поверхностью и двумя цилиндрическими вставками, между которыми размещен обтекатель для распределения классифицируемого материала, при этом вершина обтекателя обращена в направлении, противоположном направлению движения материала, средство создания направленных газовых потоков, сборники готового продукта, согласно изобретению установка содержит дополнительные классификационные модули и патрубок вывода мелкого продукта каждого из дополнительных модулей сообщен с осадительной камерой, снабженной отбойным приспособлением, патрубком вывода продукта и патрубком подачи газа; патрубок вывода крупной фракции основного модуля сообщен с патрубком подачи первого дополнительного модуля, осадительная камера первого дополнительного модуля герметично соединена с корпусом основного модуля, а ее патрубок выгрузки пpодукта сообщен с патрубком подачи материала второго дополнительного модуля.

Наличие дополнительного модуля, размещенного под основным классификационным модулем, позволяет проводить дополнительную классификацию крупной фракции продукта основного модуля. В качестве продукта дополнительного модуля выделяется крупная фракция, а мелкая (промежуточная) фракция, осаждаясь в осадительной камере первого дополнительного модуля, направляется в свою очередь на классификацию во второй дополнительный модуль. Тем самым создается возможность одновременной классификации крупной и мелкой фракций продукта основного модуля.

Классификационные модули размещены относительно друг друга таким образом, что классифицирующий воздух последовательно проходит из модуля разделения более крупного продукта в модуль разделения более мелкого продукта, при этом осуществляется дополнительная перечистка мелкого продукта за счет выноса пылевой фракции из одного модуля в другой, в котором она еще раз подвергается классификации, повышая тем самым ее эффективность.

Последовательное похождение газа через дополнительные модули в основной также существенно снижает затраты энергоресурсов.

Учитывая, что сечение модуля как правило пpопорционально нагрузке на него по твердому материалу, оно может быть выполнено постепенно уменьшающимся от основного модуля к дополнительным, тем самым существенно снижаются габариты установки и ее металлоемкость.

Предлагаемая конструкция дает возможность комбинировать расположение дополнительных модулей, позволяя тем самым создавать практически любую комбинированную схему, оптимальную для разделения конкретного материала в зависимости от его свойств и гранулометрического состава. Последнее позволяет также создавать установки для разделения порошкообразных материалов по крупности на любое желаемое количество фракций, при этом по сравнению с известными существенно снижаются габариты установки, энерго- и эксплуатационные затраты.

На фиг.1 схематично изображен общий вид установки для разделения порошкообразных материалов по крупности; на фиг.2 схема реализации.

Установка для разделения порошкообразных материалов по крупности на несколько фракций, например четыре, содержит три классификационных модуля 1,2,3, каждый из которых имеет нижнюю конусную часть 4, 5, 6 соответственно. Каждый из классификационных модулей 1, 2, 3 имеет соответственно патрубки ввода материала 7, 8, 9, патрубки вывода крупной 10, 11, 12 и мелкой 13, 14, 15 фракций продукта, по две цилиндрических вставки 16 и 17 и размещенный между вставками обтекатель 18 с вершиной, обращенной в направлении, противоположном направлению движения классифицируемого материала, и турбулизатор 19, расположенный в корпусе между его боковой поверхностью и цилиндрическими вставками 16 и 17. Турбулизатор 19 может быть закреплен либо на цилиндрических вставках 16 и 17, либо опираться на опору, закрепленную на нижней вставке 17.

Нижняя часть 4 модуля 1 выполнена в виде воронки, сужающаяся часть которой (патрубок вывода крупной фракции 10) сообщена с патрубком 8 подачи классифицируемого материала в модуль 2. Патрубок 14 отвода мелкой фракции из модуля 2 выполнен в виде трубы и расположен концентрично по отношению к патрубку 8 подачи материала, образуя кольцевой зазор для прохода отклассифицированной мелкой (промежуточной) фракции.

Между модулями 1 и 2 выполнена осадительная камера 20, снабженная отбойным приспособлением 21, патрубком подачи газа 22 и патрубком 23 вывода осажденной промежуточной фракции. Днище осадительной камеры 20 выполнено наклонным и сообщено с патрубком 23 вывода. Отбойное приспособление 21 закреплено на патрубке 10, выполнено в виде концентрических скрепленных между собой обечаек 24 различной высоты и служит для более эффективного выделения материала из пылегазовой смеси, направляющейся из модуля 2 в модуль 3 на классификацию.

Патрубок 23 вывода осажденной промежуточной фракции из осадительной камеры 20 снабжен герметизирующим отгружателем 25 и сообщен с патрубком 9 подачи материала в модуль 3. Патрубок 15 вывода мелкой фракции из модуля 3 в свою очередь сообщен с осадительной камерой 26. Осадительная камера 26 имеет отбойное приспособление 27, патрубок вывода продукта 28 и патрубок подачи газа 29. Осадительные камеры 20 и 26 дополнительных модулей 2 и 3 сообщены между собой магистралью 30. Все патрубки подачи газа 22, 29, 31 и 32 в установку оснащены регуляторами расхода, а патрубок подачи исходного материала и патрубки вывода различных фракций продукта герметичными отгружателями. Установка также включает вентилятор 33, отсасывающий патрубок которого через циклон 34 магистралью соединен с патрубком 13 вывода мелкой фракции модуля 1, а нагнетающий патрубок вентилятора сообщен с патрубками подачи газа в установку.

Установка работает следующим образом.

Исходный материал вместе с засасываемым из атмосферы за счет разряжения газом (воздухом) поступает из воронки через патрубок 7 в цилиндрическую вставку 16 модуля 1 и падает на конусный обтекатель 18. Рассеченный вершиной обтекателя 18 материал равномерно поступает на спиральные направляющие турбулизатора 19. Под действием разряжения от всасывающего патрубка вентилятора 33, соединенного магистралью с патрубком 13 выгрузки мелкого продукта модуля 1 и потока газа (воздуха), поступающего через патрубок подачи воздуха 22, происходит движение мелкого продукта вверх по спиральным направляющим турбулизатора 19. За счет разряжения мелкий продукт удаляется через патрубок 13. Крупный продукт под действием собственного веса по спиральным направляющим турбулизатора 19 движется вниз, падает в нижнюю конусную часть 4 (воронку), попадает в ее сужающуюся часть и через патрубок 10 вывода крупной фракции, сообщающийся с патрубком 8 подачи материала в модуль 2, по цилиндрической вставке 16 модуля 2 падает на обтекатель 18 и попадает на спиральные направляющие турбулизатора 19 модуля 2, где происходит процесс, аналогичный описанному для модуля 1. Крупный продукт под действием собственного веса перемещается вниз по спиральным направляющим и через патрубок 11, снабженный герметичным отгружателем, самотеком удаляется из установки. Мелкий продукт (промежуточная фракция) за счет разряжения движется вместе с газовым потоком вверх по спиральным направляющим турбулизатора 19 модуля 2 и через кольцевой зазор, образованный патрубком 8 подачи материала в модуль 2 и патрубком 14 вывода мелкой фракции из модуля 2, поступает в осадительную камеру 20. Вследствие резкого изменения аэродинамических условий из пылегазового потока при соприкосновении с отбойным приспособлением 21 происходит выпадение мелкой обеспыленной фракции (промежуточной фракции), которая падает на наклонное днище и, перемещаясь по нему под действием собственного веса, скатывается в патрубок 23 и через герметичный отгружатель 25 поступает в патрубок 9 подачи материала на последующую классификацию в модуль 3. Часть пылегазовой смеси (наиболее мелкие частицы материала) через кольцевой зазор между краями воронки 4 и боковой поверхностью корпуса модуля 1 с потоком газа (воздуха) возвращается в нижнюю часть турбулизатора 19 модуля 1 на перечистку.

В модуле 3 осуществляется классификация, аналогичная описанной выше для модуля 1. Крупный продукт под действием собственного веса скатывается в нижнюю конусную часть 6 модуля 3 и через патрубок 12, снабженный герметичным отгружателем, выводится из установки. Мелкий продукт под действием потока газа (воздуха) и за счет разряжения, поддерживаемого в установке, перемещается вверх по спиральным направляющим турбулизатора и по кольцевому зазору, образованному патрубком 9 подачи материала и патрубком 15 вывода мелкого продукта, попадает в осадительную камеру 26, осаждается, падает на наклонное днище камеры 26 и самотеком выводится через снабженный герметичным отгружателем патрубок 28. Неосажденная часть из осадительной камеры 26 вместе с потоком воздуха уносится по магистрали 30 в осадительную камеру 20.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет осуществить схему классификации, представленную на фиг.2.

Предлагаемая установка может содержать число классификационных модулей большее трех и тем самым возможно осуществление различных разветвленных комбинированных схем, позволяющих разделять материалы на любое желаемое количество фракций, при этом осуществляется разделение промежуточных фракций на мелкие и крупные продукты, что дает возможность на небольших площадях и при низких энерго- и трудозатратах осуществлять многофракционное разделение различных материалов.

Предлагаемое изобретение позволяет создавать установки, конструкции которых могут гибко видоизменяться в зависимости от требований конкретных производств.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО КРУПНОСТИ, включающая узел подачи исходного материала, классификационный модуль, содержащий цилиндрический корпус с нижней конусной частью, патрубки подачи материала и вывода соответственно мелкой и крупной фракций продукта, патрубок подачи классифицирующего газа, турбулизатор, размещенный в корпусе между его боковой поверхностью и двумя цилиндрическими вставками, между которыми размещен обтекатель для распределения классифицируемого материала с вершиной, обращенной в направлении, противоположном направлению движению материала, средство создания направленных газовых потоков, сборники готового продукта, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит классификационные модули и осадительные камеры, каждая из которых имеет отбойное приспособление, патрубок выгрузки продукта и патрубок подачи газа, при этом патрубок вывода мелкой фракции продукта каждого дополнительного модуля сообщен с осадительной камерой, камера первого дополнительного модуля герметично соединена с корпусом основного модуля, патрубок вывода крупной фракции продукта основного модуля сообщен с патрубком подачи материала первого дополнительного модуля, патрубок выгрузки осадительной камеры первого дополнительного модуля через отгружатель сообщен с патрубком подачи материала второго дополнительного модуля и в патрубках подачи газа в основной и дополнительные модули установлены регуляторы расхода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2