Способ газовой центробежной классификации и измельчения порошков

Изобретение относится к области порошковой технологии и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов, особенно порошков с размерами частиц меньше 100 мкм, склонных к слипанию и агломерации. Способ газовой центробежной классификации и измельчения порошков включает центробежную сепарацию частиц в центре восходящего пылегазового потока, получение средней фракции частиц и рециркуляцию этих частиц. В центре тангенциального восходящего потока формируют пылегазовый поток исходных частиц и направляют его в профилированную зону сепарации с выделением крупной фракции частиц, продуваемой дополнительным встречным потоком газа с расходом 10-30% от основного потока. Среднюю фракцию частиц после центробежной классификации подают с помощью эжекционного эффекта в зону для измельчения, выполненную в виде вихревой камеры, со встречными закрученными пылегазовыми потоками и создают рециркуляцию этих частиц. Газовый поток с мелкой фракцией частиц вводят в профилированную зону сепарации с увеличением центробежной силы по сравнению с силой аэродинамического сопротивления частиц минимум в два раза. Технический результат - повышение эффективности классификации, а также расширение диапазона регулирования границы разделения. 2 ил.

 

Изобретение относится к области разделения порошков с помощью газовых или воздушных потоков в порошковой технологии и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов, особенно порошков с размерами частиц 5-100 мкм, склонных к слипанию и агломерации.

Известны аэродинамические способы для извлечения мелких фракций из полидисперсных порошков [1]. В процессе классификации на частицы порошка действует два основных вида сил - массовые и силы несущего потока. При этом векторы их равнодействующих для крупных и мелких частиц имеют различные направления, по которым происходит их выход в соответствующий продукт разделения.

Известен способ получения тонкодисперсных порошков по патенту РФ [2]. Данный способ получения высокодисперсных порошков заключается в том, что исходный измельчаемый материал предварительно направляют в сепарирующее устройство и отделяют в воздушном потоке частицы порошка заданной фракции от общей массы. Затем частицы готового продукта выводят в зону приемки измельченного материала, а оставшуюся часть порошка направляют для доизмельчения в межножевое пространство и вновь направляют в сепарирующее устройство, смешивают с непрерывно поступающим исходным материалом и многократно повторяют процесс измельчения до достижения заданного размера частиц порошка.

Недостатком данного способа является то, что он неэффективен для сепарации порошков менее 100 мкм. Крупные частицы порошка проскакивают в мелкую фракцию, а мелкие - в крупный продукт разделения, поэтому отмечается низкая эффективность разделения и небольшая производительность.

В качестве прототипа изобретения взят способ центробежной классификации, в котором аэродинамическая классификация порошков включает дезагрегацию конгломератов, центробежную классификацию в спиральном восходящем потоке и рециркуляцию частиц средних фракций, при этом в центре спирального восходящего потока формируют нисходящий поток пылегазовой смеси частиц средних фракций, направляемый в начало процесса центробежной классификации, при этом тонкую фракцию после центробежной классификации подвергают флотационной классификации по граничному зерну 3-5 мкм [3].

Недостатком такого способа является невозможность организовать разделение ультрадисперсных порошков крупностью менее 5 мкм с высокой эффективностью, а в особенности таких порошков, как полиэтилен, поливинилхлорид и других порошкообразных материалов, плотность которых чуть больше 1000 кг/м3, где силы аутогезии между частицами соизмеримы с массовыми силами. Такие порошки обладают повышенной способностью образовывать агрегаты. В данном способе невозможно получить «узкие» фракции порошков с размерами частиц в исходном порошке менее 100 мкм с высокой эффективностью. Это объясняется отсутствием стабилизированного ламинарного потока газа, имеющего скорость, равную скорости витания отделяемых целевых частиц по граничному зерну 3-5 мкм. Кроме того, флотационные процессы подразумевают разделение порошков в жидкой среде.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и расширение диапазона регулирования граничных размеров разделения различных порошков, особенно в области размеров частиц менее 100 мкм, т.е. получение порошков с более однородным и узким гранулометрическим составом и снижение энергетических затрат при получении двух продуктов разделения.

Технический результат заключается в создании способа газовой центробежной классификации и измельчения порошков, при котором используют центробежную сепарацию частиц в центре восходящего пылегазового потока, создание средней фракции частиц и рециркуляцию этих частиц. В центре тангенциального восходящего потока формируют пылегазовой поток исходных частиц и направляют его в профилированную зону сепарации с выделением крупной фракции частиц, продуваемой дополнительным встречным потоком газа с расходом 10-30% от основного потока, при этом среднюю фракцию частиц после центробежной классификации подают с помощью эжекционного эффекта в зону для измельчения, выполненную в виде вихревой камеры, со встречными закрученными пылегазовыми потоками и создают рециркуляцию этих частиц, а газовый поток с мелкой фракцией частиц вводят в профилированную зону сепарации с увеличением центробежной силы по сравнению с силой аэродинамического сопротивления частиц минимум в два раза.

Пример реализации способа показан на фигуре 1 и фигуре 2.

Установка состоит из блока сепарации 1 с профилированным вращающимся ротором 2, входным патрубком 3 подачи исходного порошка, патрубками 4 для продувки крупной фракции, выводных патрубков 5 для вывода средней фракции частиц, выходным патрубком 6 мелкой фракции частиц, приемного бункера 7 крупной фракции частиц, приемного бункера 8 исходного порошка, эжекторов 9, зоны измельчения средней фракции частиц, выполненной в виде вихревой камеры 10, циклона 11 с бункером 12 приема мелкой фракции частиц и фильтром 13, воздуходувкой 14 высокого давления (ВВД).

Установка работает следующим образом. Поток рабочего воздуха в вакуумном режиме обеспечивается воздуходувкой 14 высокого давления и вместе с исходным порошком, поступающим из бункера 8, подается во входной тангенциальный патрубок 3. Первоначальная классификация исходного порошка происходит за счет тангенциального ввода пылегазовой смеси, а затем ее направляют в профилированную зону сепарации. По мере прохождения частиц в зоне сепарации за счет центробежных и аэродинамических сил происходит их разделение по крупности. Крупные частицы поступают на периферию зоны сепарации, с выделением крупной фракции частиц в бункер 7 приема крупной фракции, продуваемой дополнительным встречным потоком воздуха, расход которого составляет 10-30% от основного потока, в зависимости от граничного размера частиц. Среднюю фракцию частиц после центробежной классификации подают с помощью эжекторов 9 в зону для измельчения, выполненную в виде вихревой камеры 10, со встречными закрученными пылегазовыми потоками и создают рециркуляцию этих частиц, а газовый поток с мелкой фракцией частиц вводят в профилированную зону сепарации с увеличением центробежной силы по сравнению с силой аэродинамического сопротивления частиц минимум в два раза.

Увлекаемые воздушным потоком частицы мелкого продукта выводятся по патрубку 6 в циклон 11, где за счет интенсивных центробежных сил оседают в бункере 12 приема мелкой фракции. Воздушный поток из циклона 11 поступает на фильтр 13, а затем в вентилятор 14 высокого давления.

На фигуре 2 представлены результаты классификации порошка электрокорунда белого: 1, 2 - кривые разделения на фильтре и в циклоне; 3 - средняя фракция; 4 - крупная фракция. Оценка классификации (кривая 4) показала, что эффективность классификации порошка электрокорунда на установке с рециркуляцией пылегазовой смеси составляет 0,80-0,84 в зависимости от граничного размера разделения.

Благодаря наличию контура рециркуляции части пылегазового потока и струйно-вихревой мельницы на входе в аппарат промежуточная фракция материала переводится в мелкий класс крупности, что обеспечивает получение крупной и мелкой фракций, не загрязненных «ошибочными» частицами. Так как при классификации порошков наибольшие потери характерны для мелких частиц, измельчение промежуточных фракций восполняет потери. Регулированием количества рециркулируемого материала и степени измельчения можно добиваться равномерного получения необходимого набора фракций микропорошков.

Источники информации

1. Патент РФ №2407601, B07B 7/083, Способ воздушно-центробежной классификации порошков и устройство для его осуществления, 2010.12.27.

2. Патент РФ №2284265, B29B 13/10, Способ получения высокодисперсных порошков, 2006.09.27.

3. Патент РФ №2132242, B07B 7/083, Способ аэродинамической классификации металлических порошков и установка для его осуществления, 1999.06.27 (прототип).

Способ газовой центробежной классификации и измельчения порошков, включающий центробежную сепарацию частиц в центре восходящего пылегазового потока, создание средней фракции частиц и рециркуляцию этих частиц, отличающийся тем, что в центре тангенциального восходящего потока формируют пылегазовый поток исходных частиц и направляют его в профилированную зону сепарации с выделением крупной фракции частиц, продуваемой дополнительным встречным потоком газа с расходом 10-30% от основного потока, при этом среднюю фракцию частиц после центробежной классификации подают с помощью эжекционного эффекта в зону для измельчения, выполненную в виде вихревой камеры, со встречными закрученными пылегазовыми потоками и создают рециркуляцию этих частиц, а газовый поток с мелкой фракцией частиц вводят в профилированную зону сепарации с увеличением центробежной силы по сравнению с силой аэродинамического сопротивления частиц минимум в два раза.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к центробежному устройству для выборочного гранулометрического разделения твердых порошкообразных веществ, а также к способу использования такого устройства.

Изобретение относится к области разделения дисперсных материалов посредством воздействия на них воздушных структур, обеспечивающих получение фракций по совокупности физико-механических свойств с одновременной очисткой технологического воздуха, и может быть использовано в различных областях производства, например горнообогатительного, зерноперерабатывающего, энергетического.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушным центробежно-инерционным классификаторам, и может быть использовано в строительной, горно-обогатительной, химической, металлургической и других отраслях промышленности для разделения по крупности различных сыпучих материалов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к воздушным центробежным классификаторам с вращающимся рабочим органом, и может найти применение в строительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности.

Изобретение предназначено для отделения древесных волокон от потока пара. Сепаратор включает корпус, включающий первую камеру, определяющую изогнутую траекторию потока пара, проходящего через сепаратор, и вторую камеру, причем первая камера прилегает ко второй камере и камеры разделены разделительной стенкой; ротор в сборе, расположенный в первой камере, которая включает внешнюю радиальную зону, которая продолжается радиально между ротором в сборе и внутренней поверхностью первой камеры; входной порт потока в первую камеру и выходной порт волокон из первой камеры, причем входной и выходной порты выровнены по отношению к внешней зоне первой камеры, при этом отверстие прохода для пара в первой цилиндрической камере находится радиально внутри от наружной радиальной зоны, ротор в сборе включает лопатки ротора, ширина которых проходит по существу по всей ширине первой камеры, так что по существу нет пустот между боковыми краями лопаток и соответствующей боковой стенкой первой камеры для предотвращения накопления волокон на боковой стенке и краях лопаток.

Изобретение относится к отделению от газовой среды твердых фракций мелкодисперсных частиц. .

Изобретение относится к устройствам для разделения частиц в смесях по размеру и измельчения целых зерен и крупных частиц до проходового размера при дроблении зернового сырья комбикормов и других продуктов.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к дезинтеграции кусковой горной массы, которая содержит частицы полезного компонента в обособленном виде или в породных сростках.

Изобретение относится к мукомольной промышленности, химической, цементной и другим отраслям, может быть использовано для разделения сыпучих и порошкообразных материалов.

Изобретение относится к области порошковой технологии и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов, особенно порошков с размерами частиц меньше 10 мкм, склонных к слипанию и агломерации.

Изобретение относится к технике для разделения сыпучих материалов, например порошков, с различным гранулометрическим составом частиц на фракции и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, энергетической и других отраслях. Циркуляционный динамический сепаратор сыпучих материалов состоит из корпуса, загрузочного канала, приводного вала, вентилятора, распределительного диска, контрлопастей, крыльчатки, камеры осаждения крупной фракции, соединенной лопастями с расположенной над ней сепарационной камерой, камеры осаждения мелкой фракции, разгрузочных каналов мелкой и крупной фракций. На внутренней поверхности сепарационной камеры закреплено устройство для дополнительного закручивания пылегазового потока, выполненное в виде рядов многозаходных лент. Ленты каждого ряда эквидистантно расположены на внутренней поверхности сепарационной камеры по многозаходным винтовым линиям с направлением винта в сторону вращения приводного вала. Ленты по отношению к внутренней поверхности сепарационной камеры закреплены с образованием каналов отвода материала. Технический результат - повышение эффективности процесса сепарации циркуляционного динамического сепаратора сыпучих материалов. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других отходящих газах, и может найти применение в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке воздушных сред очистных сооружений. Аэроциклон для воздушных сред, содержащих мелкие твердые фракции, включает цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим, сливным и песковым патрубками. Внутри корпуса по центральной оси установлен разрядный блок электроозонирующего устройства. При этом площади поперечного сечения корпуса аэроциклона и разрядного блока выполнены в соотношении 1/(0,5÷0,7), создающем сопротивление воздушному потоку, позволяющее при соответствующем давлении подачи воздуха обеспечить возможность создания устойчивой турбулентности. Техническим результатом является повышение качества, а также интенсификации процесса обработки за счет применения высокопроизводительной непрерывной технологии, позволяющей пропускать поток воздуха в аппарате со скоростью от 1,5 до 3,5 м/с в зависимости от конструктивно-технологических особенностей. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других отходящих газах, и может найти применение в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке воздушных сред очистных сооружений. Дегазатор для воздушных сред, содержащих крупную твердую фракцию, состоит из цилиндроконического корпуса с тангенциальным питающим, сливным и песковым патрубками. На входе сливного патрубка установлен разрядный блок электроозонирующего устройства. Площади поперечного сечения цилиндроконического корпуса, питающего, сливного патрубков и разрядных блоков выполнены в соотношении 1/(0,5÷0,7), создающем сопротивление воздушному потоку, позволяющее при соответствующем давлении подачи воздуха обеспечить возможность создания устойчивой турбулентности. Техническим результатом является повышение качества, а также интенсификация процесса обработки за счет применения высокопроизводительной непрерывной технологии, позволяющей пропускать поток воздуха в аппарате со скоростью от 1,5 до 3,5 м/с в зависимости от конструктивно-технологических особенностей. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других отходящих газах, и может найти применение в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке воздушных сред очистных сооружений. Устройство для дегазации воздушных сред с содержанием мелких твердых фракций содержит цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим, сливным и песковым патрубками. В питающем патрубке, в сливном патрубке, а также по центральной оси корпуса установлены разрядные блоки электроозонирующих устройств, при этом площади поперечного сечения цилиндроконического корпуса, питающего, сливного патрубков и разрядных блоков выполнены в соотношении 1/(0,5÷0,7), создающем сопротивление воздушному потоку, позволяющее при соответствующем давлении подачи воздуха обеспечить возможность создания устойчивой турбулентности. Техническим результатом является повышение качества, а также интенсификация процесса обработки за счет применения высокопроизводительной непрерывной технологии, позволяющей пропускать поток воздуха в аппарате со скоростью от 1,5 до 3,5 м/с в зависимости от конструктивно-технологических особенностей. 1 ил.

Изобретение относится к промышленной установке для разделения гранулированных материалов, в частности для классификации порошков или подобных материалов с помощью динамических воздушных сепараторов. Динамический воздушный сепаратор для разделения материалов, состоящих из частиц разных размеров, на фракции по размеру частиц содержит вращающийся решетчатый барабан, сверху которого подается подлежащий обработке материал, и камеру рекуперации тонкодисперсных частиц, размещенную коаксиально в продолжении вращающегося решетчатого барабана. Сепаратор содержит шкив вентилятора, установленный коаксиально камере рекуперации тонкодисперсных частиц. Шкив вентилятора расположен на конце канала выпуска очищенного воздуха, выходящего из камеры рекуперации тонкодисперсных частиц, так чтобы при использовании всасывать этот воздух и подавать его в направлении камеры распределения воздуха вокруг вращающегося решетчатого барабана. Шкив вентилятора окружен оболочкой, обеспечивающей возможность направления воздуха. Шкив вентилятора находится над вращающимся решетчатым барабаном или под ним. Технический результат - повышение эффективности сепарации. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к устройствам для классификации тонкоизмельченного полидисперсного сыпучего материала на две фракции, частицы которых отличаются крупностью, плотностью и аэродинамическими свойствами. Центробежный классификатор содержит корпус с вращающимся рабочим органом, привод рабочего органа, тангенциальный патрубок для подачи исходного материала вместе с воздухом, устройство для вывода тяжелой фракции, расположенное под рабочим органом и сообщающееся с ним, спиральную улитку с тангенциальным патрубком для выхода легкой фракции, сообщающуюся с центральной частью рабочего органа и установленную в верхней части классификатора. Корпус выполнен цилиндроконическим и снабжен закрепленным в нем полым цилиндром, выполненным с глухим нижним торцом, в верхней части которого установлена спиральная улитка с тангенциальным патрубком для выхода легкой фракции. Вращающийся рабочий орган состоит из приводного вала с закрепленным на нем диском, на периферийной части которого выполнены вихревые камеры и основные каналы, имеющие отводящие узкие каналы эвольвентного профиля для рециркуляции и отвода тяжелых частиц. Технический результат - повышение эффективности классификации. 3 ил.
Наверх