Устройство для классификации сыпучих материалов

 

Изобретение относится к аппаратам для разделения сыпучих материалов и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности. Устройство содержит цилиндрическую емкость с торцами, которые образованы дисками, закрепленными консольно на валах, цилиндрическую поверхность, образованную участком бесконечной ленты, охватывающей диски и установленной на опорных роликах, патрубок для ввода исходного материала, размещенный в центральной части емкости. Емкость установлена с наклоном к одному из ее торцов с возможностью регулирования угла наклона. Внутри емкости свободно подвешена насадка с рабочими элементами в виде пластин, которые установлены в продольный ряд с наклоном к образующей цилиндрической поверхности емкости. При этом направления наклона пластин и емкости совпадают, а насадка закреплена с возможностью изменения глубины погружения в емкость. Под емкостью продольно установлен секционированный приемник продукта. Устройство позволяет повысить качество и интенсифицировать процесс классификации за счет обеспечения оптимальных условий разделения дисперсного материала при его противоточном движении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к аппаратам для разделения сыпучих материалов и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Известно устройство для классификации сыпучих материалов (А.С. СССР N 1554989, 07.04.90, B 07 B 1/00), состоящее из вращающейся цилиндрической емкости с торцами, образованными дисками, укрепленными на валу, цилиндрической поверхности, образованной участком бесконечной ленты, охватывающей диски и установленной на роликах, патрубки для ввода исходного материала.

Недостатками данного устройства являются невозможность получения промежуточных фракций продукта и низкое качество классификации.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении качества и интенсификации процесса классификации за счет обеспечения оптимальных условий для разделения дисперсного материала при противоточном движении неоднородных частиц и выгрузке получаемых фракций продукта.

Технический результат изобретения достигается тем, что устройство для классификации сыпучих материалов, состоящее из вращающейся цилиндрической емкости с торцами, образованными дисками, укрепленными на валу, цилиндрической поверхности, образованной участком бесконечной ленты, охватывающей диски и установленной на роликах, патрубка для ввода исходного материала, снабжено подпорным элементом, выполненным в виде свободно подвешенной насадки с рабочими элементами в виде продольного ряда пластин, размещенных в нижней емкости с наклоном к образующей цилиндрической поверхности, а емкость установлена с наклоном к одному из ее торцов, совпадающим по направлению с наклоном пластин насадки, с возможностью регулирования угла наклона, под емкостью продольно установлен секционированный приемник продукта, а патрубок ввода исходного материала установлен в центральной части емкости.

При этом насадка закреплена с возможностью изменения глубины погружения в емкость.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид устройства для классификации сыпучих материалов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для классификации сыпучих материалов содержит цилиндрическую емкость с торцами, которые образованы дисками 1, закрепленными консольно на валах 2, и с цилиндрической поверхностью 3, образованной участком бесконечной ленты 4, охватывающей диски 1. Лента контактирует с роликами 5-8. Ролики 5 ограничивают емкость, ролики 6 являются опорными; ролик 7 служит для регулировки натяжения ленты, а ролик 8 является проводным. Емкость установлена на раме 9 с наклоном к одному из ее торцов с возможностью регулирования угла наклона.

Устройство имеет патрубок 10 для ввода исходного материала, размещенный в центральной части емкости. Внутри емкости свободно повешена насадка 11 с рабочими элементами в виде пластин 12, которые установлены в продольный ряд с наклоном к образующей цилиндрической поверхности емкости. При этом направления наклона пластин и емкости совпадают. Узел крепления насадки обеспечивает возможность изменения глубины ее погружения в емкость. Вдоль емкости под нижним ограничивающим роликом 5 установлен приемник продукта 13, который разделен поперечными перегородками 14 на приемники фракций продукта.

Устройство для классификации сыпучих материалов работает следующим образом.

Исходный материал загружается через патрубок 10, размещенный в центральной части между торцами емкости, образованной дисками 1 и участком бесконечной ленты 4. При движении ленты в направлении от нижнего ограничивающего ролика 5 к верхнему она за счет сил трения захватывает материал, который после подъема на некоторый угол скатывается по поверхности частиц, поднимающихся вместе с движущейся лентой. Таким образом, в поперечном сечении емкости на всей ее длине образуется контур циркуляции частиц материала. Частицы, расположенные в слое засыпки, прилегающем к ленте, неподвижны относительно друг друга, а частицы, расположенные вблизи открытой поверхности засыпки материала в емкости, образуют движущийся слой. В движущемся слое засыпки происходит разделение частиц по крупности и плотности. Крупные и менее плотные частицы при скатывании "всплывают" на поверхность движущегося слоя, а мелкие и наиболее плотные погружаются внутрь него, т.е. происходит разделение частиц материала и по плотности и по размерам. Следовательно, крупные частицы при движении в скатывающемся слое находятся преимущественно над мелкими частицами.

Крупные частицы при движении в скатывающемся слое взаимодействуют с пластинами 12 насадки 11, которые погружены на некоторую глубину в слой засыпки материала в емкости. Вследствие этого взаимодействия крупные (менее плотные) частицы перемещаются в направлении к поднятому торцу емкости. К опущенному торцу емкости перемещаются (плотные) частицы, которые движутся за счет наклона емкости и подпора их крупными частицами. Таким образом, по длине емкости организуется встречное движение крупных и мелких частиц. При встречном движении названных потоков они многократно взаимодействуют скатывающемся слое, вследствие чего происходит многократная повторная сепарация и обогащение каждого из потоков однородными частицами. Для бидисперсной смеси потоки достигают максимальной однородности у торцов емкости, причем у поднятого торца скапливается преимущественно крупные частицы, а наиболее мелкие концентрируются у опущенного торца. При разделении полидисперсной смеси состав каждого из поперечных потоков изменяется на очередной ступени сепарации. Это вызвано тем, что параллельные потоки при каждом контакте в скатывающемся слое обмениваются частицами в наибольшей мере повышающими однородность друг друга. В результате частицы смеси, характеризующиеся полярными свойствами, скапливаются у противоположных торцов емкости. Частицы с промежуточными свойствами распределяются в последовательный ряд по степени проявления некоторого свойства (размера, плотности) в пространстве между торцами емкости. Соответствующие фракции готового продукта отводятся из емкости в секционированный приемник продукта 13, закрепленный вдоль емкости под нижним ограничивающим роликом.

В отсутствие конструктивных элементов предлагаемого технического решения (емкость установленная с наклоном и возможностью регулирования угла наклона, обеспечивающая непрерывную продольную выгрузку фракций; насадка, закрепленная с возможностью изменения глубины погружения в емкость, и патрубок ввода исходного материала, установленный в центральной части емкости) устройство характеризуется низким качеством и низкой интенсивностью классификации по размерам и плотности частиц, вследствие перемешивания крупных и мелких частиц в процессе встречного движения по емкости.

В настоящем устройстве реализуется эффект разделения частиц по крупности и плотности при движении в скатывающемся слое материала. Этот эффект заключается в том, что при движении ленты крупные (менее плотные) частицы перемещаются к поверхности скатывающегося слоя, а мелкие (плотные) частицы перемещаются к его основанию и занимают центральную часть засыпки вблизи центра циркуляции материала.

Крупные частицы, уходящие от центра циркуляции засыпки к периферии скатывающегося слоя, непрерывно транспортируются пластинами насадки к поднятому торцу емкости, а мелкие частицы за счет наклона емкости и подпора их крупными частицами направляются к опущенному торцу емкости. В процессе противоточного движения происходит многократный взаимный обмен частицами между противоположно направленными потоками материала. Вследствие этого поток материала, движущийся в центре засыпки, обогащается наиболее мелкими частицами, а движущийся у поверхности скатывающегося слоя - крупными частицами. В результате по длине ленты происходит распределение смеси по крупности (плотности) частиц в непрерывный ряд от наиболее мелких у одного торца емкости до наиболее крупных у другого торца. Выгрузка готового продукта по всей длине ленты с помощью секционированного приемника фракций, продольно расположенного под емкостью, позволяет исключить перемешивание фракций.

Для выполнения своего функционального назначения элементы конструкции предлагаемого устройства должны иметь следующие геометрические параметры.

Емкость, в которой протекает процесс классификации исходной смеси по крупности (плотности) частиц, должна быть установлена с наклоном к торцу, у которого предполагается выгрузить мелкие частицы. Установка емкости с наклоном, совпадающим по направлению с наклоном, совпадающим по направлению с наклоном пластин насадки, позволяет организовать противоточное движение неоднородных частиц вдоль емкости, что повышает интенсивность и качество процесса классификации.

При этом угол наклона емкости зависит от производительности устройства и физико-механических свойств обрабатываемого материала и, в каждом конкретном случае, определяется экспериментально.

В связи с тем, что интенсивность транспортирования крупных частиц к поднятому торцу емкости зависит от угла ее наклона и производительности устройства, а также скорости движения ленты, в устройстве предусмотрено регулирование потока крупных частиц за счет изменения глубины погружения насадки в емкость. Глубина погружения насадки в емкость, в каждом конкретном случае, определяется экспериментально.

Для достижения цели изобретения патрубок ввода исходного материала должен быть размещен в центральной части емкости. Такое размещение патрубка повышает эффективность классификации, так как уменьшается перемешивание получаемых фракций с исходным материалом, поскольку последний вводится в емкость по месту расположения частиц, имеющих свойства, осредненные для всех частиц смеси. Поскольку на всей ширине ленты (длине емкости) крупные частицы движутся над мелкими и в приемник продукта стекает материал из поверхностного слоя засыпки, то для уменьшения перемещения фракций при загрузке с несепарированным материалом патрубок ввода исходного материала целесообразно разместить в центральной части емкости на участке ленты, расположенным между участками выгрузки наиболее крупных (менее плотных) частиц и разгрузкой остальных фракций. При этом более мелкие (более плотные) частицы движутся к месту их выгрузки вблизи центра циркуляции засыпки.

Пример. В устройстве для классификации гранулированного аммофоса, конструктивно аналогичном представленному на фиг. 1 с длиной емкости (шириной ленты) 1,5 и радиусом 0,25 м в слое материала установлен продольный ряд пластин высотой 0,04 м и шириной 0,12 м. Пластины закреплены с возможностью изменения глубины погружения в емкость и установлены под углом 30^o к образующей цилиндрической поверхности. Количество пластин, определяемое из условия отсутствия проскока обрабатываемого материала без контакта в ними, равно 24. Емкость установлена с наклоном 5^o к горизонту с возможностью регулирования наклона. При этом направлении наклона емкости и пластин насадки совпадает. Под емкостью расположен приемник продукта, выполненный в виде последовательно расположенных вдоль емкости приемников фракций, с продольным размером загрузочного отверстия, равным 0,25 м.

Предлагаемое устройство, основанное на использовании эффекта разделения частиц по размерам в засыпке, позволяет повысить качество и интенсифицировать процесс классификации за счет организации противоточного движения крупной и мелкой фракций по длине емкости и обеспечения оптимальных условий для загрузки исходного материала и выгрузки продукта.

Формула изобретения

1. Устройство для классификации сыпучих материалов, состоящее из вращающейся цилиндрической емкости с торцами, образованными дисками, укрепленными на валу, цилиндрической поверхности, образованной участком бесконечной ленты, охватывающей диски и установленной на роликах, патрубка для ввода исходного материала, отличающееся тем, что устройство снабжено подпорным элементом, выполненным в виде свободно подвешенной насадки с рабочими элементами в виде продольного ряда пластин, размещенных в нижней части емкости с наклоном к образующей цилиндрической поверхности, а емкость установлена с наклоном к одному из ее торцов, совпадающим по направлению с наклоном пластин насадки, с возможностью регулирования угла наклона, под емкостью продольно установлен секционированный приемник продукта, а патрубок ввода исходного материала установлен в центральной части емкости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что насадка закреплена с возможностью изменения глубины погружения в емкость.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2