Воздушно-центробежный классификатор порошков циклонного типа

Изобретение относится к области порошковой технологии и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, химической, атомной и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов по разделению частиц по размерам. Воздушно-центробежный классификатор порошков циклонного типа представляет из себя противоточный циклон с входным закручивающим патрубком, цилиндроконическим корпусом с нижним пылевыводным патрубком, введенным в пылеприемный бункер, верхним аксиальным выходным патрубком, соединенным с устройством тонкой очистки, имеющим патрубок выгрузки уловленного мелкодисперсного порошка и патрубок отвода обеспыленного газа, соединенный с всасывающим патрубком дутьевого устройства. Пылеприемный бункер снабжен нижним выгрузочным патрубком, имеющим устройство выгрузки, например, шиберного типа и соединенным с корпусом бункера-питателя, имеющего верхний патрубок загрузки и нижний патрубок выгрузки с дозирующим устройством, расположенным над загрузочным устройством, находящимся на входе рециркуляционного трубопровода, соединенного с входным закручивающим патрубком циклона. Пылеприемный бункер циклона и бункер-питатель снабжены контролирующими датчиками степени загрузки бункеров, соединенными с входом микропроцессора, управляющий сигнал от которого поступает на привод устройства выгрузки пылеприемного бункера и дозирующего устройства бункера-питателя. Технический результат - повышение эффективности разделения порошков. 1 ил.

 

Изобретение относится к области порошковой технологии, а именно к технологии получения фракционированных порошков методом центробежной классификации.

Известны устройства воздушно-центробежной сепарации (Мизонов В.Е., Ушаков С.Г. Аэродинамическая классификация порошков. М.: Химия, 1989, 160 с., ил., стр. 59-60, классификатор Микроплекс фирмы Альпине).

Известен патент RU №2522674, МПК B07B 7/08, опубликован 20.04.2014 г.), включающий корпус, внутри которого расположен интенсивно вращающийся ротор дискового или лопаточного типа, устройство улавливания и сбора крупной фракции порошка, подводящего и выводного патрубка, соединенного с устройством улавливания и сбора тонкой фракции порошка. К недостаткам данного типа устройств следует отнести сложность конструкции, что ведет к трудностям в проектировании и изготовлении, отладке, а также к низкой эксплуатационной надежности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является противоточный циклон (Справочник по пыле- и золоулавливанию / М.И. Биргер, А.Ю. Вальдберг и др. Под общей редакцией А.А. Русанова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат. 1983. - 312 с., ил., стр. 56) с входным закручивающим патрубком, цилиндроконическим корпусом с нижним пылевыводным патрубком, введенным в пылеприемный бункер, и верхним аксиальным выходным патрубком, соединенным с устройством тонкой очистки, имеющим патрубок выгрузки уловленного мелкодисперсного порошка и патрубок отвода обеспыленного газа, соединенный с всасывающим патрубком дутьевого устройства.

Работает циклон в качестве пылеотделителя или классификатора следующим образом. Полидисперсный порошок, подлежащий сепарации, поступает через входной закручивающий патрубок вместе с транспортирующим его газовым потоком в режиме разрежения (движущий перепад давления создается за счет работы дутьевого устройства) внутрь корпуса циклона, где закручивается и вовлекается в нисходящее периферийное винтовое течение в сторону пылевыводного патрубка. Под действием аэродинамических и центробежных сил более крупные частицы концентрируются вдоль внутренних поверхностей цилиндроконического корпуса и выводятся вместе с частью нисходящего винтового газового потока в пылеприемный бункер, где и улавливаются вместе с частью захватываемых ими мелких частиц. В пылеприемном бункере нисходящий газовый поток преобразуется в восходящий центральный винтовой поток и движется в сторону верхнего аксиального выходного патрубка. При движении восходящего центрального винтового потока в данном направлении происходит присоединение к нему части закрученного газа вместе с взвешенными частицами из нисходящего периферийного винтового газового потока, при этом реализуется дополнительная сепарация частиц в поле центробежных сил восходящего центрального винтового потока.

К недостатком данного устройства относится то, что процесс пылеулавливания в циклонах имеет сильно выраженный стохастический характер. В процессе пылеотделения в циклонах в мелкую фракцию попадает значительная часть крупных частиц, и наоборот, в крупную фракцию попадает значительная часть мелких частиц. Поэтому в циклонах критерий эффективности по Луйкену-Ханкоку чрезвычайно низок, менее 0.1 и как классификаторы они не используются.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности разделения порошков и эксплуатационной надежности устройства.

Технический результат достигается за счет того, что в воздушно-центробежном классификаторе порошков циклонного типа, представляющем из себя противоточный циклон с входным закручивающим патрубком, цилиндроконическим корпусом с нижним пылевыводным патрубком, введенным в пылеприемный бункер, верхним аксиальным выходным патрубком, соединенным с устройством тонкой очистки, имеющим патрубок выгрузки уловленного мелкодисперсного порошка и патрубок отвода обеспыленного газа, соединенный с всасывающим патрубком дутьевого устройства, согласно изобретению пылеприемный бункер снабжен нижним выгрузочным патрубком, имеющим устройство выгрузки, например, шиберного типа, с корпусом бункера-питателя, имеющего верхний патрубок загрузки и нижний патрубок выгрузки с дозирующим устройством, расположенным над загрузочным устройством, находящимся на входе рециркуляционного трубопровода, соединенного с входным закручивающим патрубком циклона, причем пылеприемный бункер циклона и бункер-питатель снабжены контролирующими датчиками степени загрузки бункеров, соединенными с входом микропроцессора, управляющий сигнал от которого поступает на привод устройства выгрузки пылеприемного бункера и дозирующего устройства бункера-питателя.

На фиг. 1 показан один из вариантов выполнения устройства.

Устройство состоит из противоточного циклона 1 с входным закручивающим патрубком 2, пылевыводным патрубком 3, соединенным с пылеприемным бункером 4. Циклон имеет верхний аксиальный патрубок 5, соединенный с устройством 6 тонкой очистки фильтрующего типа, которое имеет патрубок 7 выгрузки и патрубок 8 отвода обеспыленного газа, соединенный с всасывающим патрубком вентилятора (не показан). Нижняя часть пылеприемного бункера 4 снабжена патрубком 9, имеющим устройство 10 (шиберного типа) выгрузки, соединенное с бункером-питателем 11, имеющим верхний загрузочный патрубок 12 и нижний патрубок 13 выгрузки с дозирующим устройством 14 (секторный питатель), расположенным над загрузочным устройством 15, находящимся на входе рециркуляционного трубопровода 16. Бункера 4 и 11 снабжены контролирующими уровень загрузки датчиками 17, соединенными коммутационными линиями 18 с микропроцессором 19, в свою очередь соединенным линиями управления 20 с приводами (не показаны) устройства выгрузки 10 пылеприемного бункера 4 и дозирующего устройства 14 бункера-питателя 11.

Работает устройство следующим образом. Полидисперсный порошок, подлежащий классификации по определенному граничному размеру частиц, загружается через патрубок 12 в бункер-питатель 11. При достижении определенной степени загрузки подача порошка прекращается и патрубок 12 герметизируется. Включается вентилятор (не показан). Под действием создаваемого разрежения газа (воздуха) реализуется течение газа по линии, включающей в свой состав: загрузочное устройство 15 - рециркуляционный трубопровод 16 - входной закручивающий патрубок 2 - циклон 1 - верхний аксиальный патрубок 5 - устройство тонкой очистки 6 - патрубок 8 отвода обеспыленного газа. После этого включается привод дозирующего устройства 14 и полидисперсный порошок, подлежащий классификации, поступает на вход загрузочного устройства 15 и далее через рециркуляционный трубопровод 16 и входной закручивающий патрубок 2 вместе с транспортирующим его газовым потоком в режиме разрежения (движущий перепад давления создается за счет работы дутьевого устройства) поступает внутрь корпуса циклона 1, где закручивается и вовлекается в нисходящее периферийное винтовое течение в сторону пылевыводного патрубка 3 и частично внутрь пылеприемного бункера 4. Под действием аэродинамических и центробежных сил более крупные частицы концентрируются вдоль внутренних поверхностей цилиндроконического корпуса и выводятся вместе с частью нисходящего винтового газового потока в пылеприемный бункер 4, где и улавливаются вместе с частью захватываемых ими мелких частиц. В пылеприемном бункере 4 нисходящий газовый поток преобразуется в восходящий центральный винтовой поток и движется в сторону верхнего аксиального выходного патрубка 5. При движении восходящего центрального винтового потока в данном направлении происходит присоединение к нему части закрученного газа вместе с взвешенными частицами из нисходящего периферийного винтового газового потока, при этом реализуется дополнительная классификация (сепарация) частиц в поле центробежных и аэродинамических сил восходящего центрального винтового потока. Не уловленные в циклоне 1 мелкодисперсные частицы поступают вместе газом через патрубок 5 в устройство 6 тонкой очистки, где происходит их отделение от газового потока. Очищенный газ через патрубок 8 поступает на вход вентилятора. Реализуется первый цикл классификации полидисперсного материала, который заканчивается при полной выгрузке полидисперсного порошка из бункера 11, загрузке пылеприемного бункера 4 крупной фракцией и сбором в устройстве 6 тонкой очистки мелкой фракции. В результате реализации 1 цикла осуществляется процесс классификации. Эффективность классификации на первом цикле мала, имеет сильно выраженный стохастический характер и равна эффективности процесса пылеотделения в обычном противоточном циклоне 1, но при этом граничный размер лежит в области очень малых значений. При опорожнении бункера-питателя 11 срабатывает датчик 17 степени загрузки бункера-питателя 11, сигнал от которого по коммутационной линии 18 поступает на вход микропроцессора 19, который формирует сигнал управления и передает его по линиям управления 20 на приводы устройства 10 выгрузки (шиберного типа) пылеприемного бункера 4 и дозирующего устройства 14 (секторный питатель) бункера-питателя 11. Останавливается секторный питатель 14, перекрывая доступ воздуха в бункер-питатель извне, и открывается устройство 10 выгрузки, осуществляя перегрузку крупнодисперсной фракции порошка из пылеприемного бункера 4 в бункер питатель 11. После перегрузки порошка срабатывает датчик 17 степени загрузки пылеприемного бункера 4, сигнал от которого по коммутационной линии 18 поступает на вход микропроцессора 19, который формирует сигнал управления и передает его по линиям управления 20 на приводы устройства 10 выгрузки (шиберного типа) пылеприемного бункера 4 и дозирующего устройства 14 (секторный питатель) бункера-питателя 11. Включается секторный питатель 14, осуществляя подачу порошка из бункера-питателя 11 через патрубок 13 на вход загрузочного устройства 15 и далее через рециркуляционный трубопровод 16 и входной патрубок 2 в циклон 1, и закрывается устройство 10 выгрузки. Далее реализуется второй цикл классификации. При этом возрастает эффективность классификации (по сравнению с первым циклом), но возрастает граничный размер классифицируемых частиц. Реализуется процесс перечистки за счет того, что фракционная эффективность сепарации наиболее мелких частиц в циклонном процессе существенно меньше фракционной эффективности более крупных частиц. Таких циклов может быть 2 или более. Степень стохастичности процесса классификации при увеличении количества циклов уменьшается, при этом процесс становится более детерминирован (проявляется действие диалектического закона перехода количества в качество). В зависимости от количества циклов эффективность классификации по Ханкоку-Луйкену увеличивается от 0.1 (при однократном цикле) до 0.75 (при 6-кратном цикле). При этом значение граничного размера меняется от 2 мкм до 8 мкм соответственно. Данные получены при экспериментальном исследовании устройства с использованием противоточного циклона типа СК-ЦН-34 диаметром 100 мм.

При достижении заданной эффективности классификации и граничного размера, отключается вентилятор и включается микропроцессором 19 через линию управления 20 привод дозирующего устройства 14, работающего в режиме выгрузки (повышенные обороты вращения ротора) в бункер товарной крупной фракции (не показан).

Совокупность отличительных признаков предложенного устройства:

- пылеприемный бункер снабжен нижним выгрузочным патрубком, имеющим устройство выгрузки, например, шиберного типа и соединенным с корпусом бункера-питателя;

- над загрузочным устройством, находящимся на входе рециркуляционного трубопровода, соединенного с входным закручивающим патрубком циклона, на входе в зону сепарации основным регулируемым воздушным потоком продувают крупную фракцию;

- пылеприемный бункер циклона и бункер-питатель снабжены контролирующими датчиками степени загрузки бункеров, соединенными с входом микропроцессора, управляющий сигнал от которого поступает на привод устройства выгрузки пылеприемного бункера и дозирующего устройства бункера-питателя.

Совокупность указанных отличительных признаков обеспечивает достижение поставленной цели - повышение эффективности классификации и эксплуатационной надежности устройства.

Источники информации

1. Мизонов В.Е., Ушаков С.Г. Аэродинамическая классификация порошков. М.: Химия, 1989, 160 с., ил., стр. 59-60, классификатор Микроплекс фирмы Альпине).

2. Патент RU №2522674, МПК B07B 7/08, опубликован 20.04.2014 г.

3. Справочник по пыле- и золоулавливанию / М.И. Биргер, А.Ю. Вальдберг и др. Под общей редакцией А.А. Русанова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат. 1983. - 312 с., ил., стр. 56.

Воздушно-центробежный классификатор порошков циклонного типа, представляющий из себя противоточный циклон с входным закручивающим патрубком, цилиндроконическим корпусом с нижним пылевыводным патрубком, введенным в пылеприемный бункер, верхним аксиальным выходным патрубком, соединенным с устройством тонкой очистки, имеющим патрубок выгрузки уловленного мелкодисперсного порошка и патрубок отвода обеспыленного газа, соединенный с всасывающим патрубком дутьевого устройства, отличающийся тем, что пылеприемный бункер снабжен нижним выгрузочным патрубком, имеющим устройство выгрузки, например, шиберного типа и соединенным с корпусом бункера-питателя, имеющего верхний патрубок загрузки и нижний патрубок выгрузки с дозирующим устройством, расположенным над загрузочным устройством, находящимся на входе рециркуляционного трубопровода, соединенного с входным закручивающим патрубком циклона, причем пылеприемный бункер циклона и бункер-питатель снабжены контролирующими датчиками степени загрузки бункеров, соединенными с входом микропроцессора, управляющий сигнал от которого поступает на привод устройства выгрузки пылеприемного бункера и дозирующего устройства бункера-питателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для классификации тонкоизмельченного полидисперсного сыпучего материала на две фракции, частицы которых отличаются крупностью, плотностью и аэродинамическими свойствами.

Изобретение относится к промышленной установке для разделения гранулированных материалов, в частности для классификации порошков или подобных материалов с помощью динамических воздушных сепараторов.

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.

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.

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.

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.

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.

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 устройству для разделения сыпучих материалов по размерам частиц в пределах гранулометрического состава и может быть использовано в сельском хозяйстве, а также в пищевой, химической, строительной и других областях промышленности. Центробежный сепаратор содержит раму, на которой посредством вала установлен барабан в виде обращенного меньшим основанием вниз усеченного конуса, рабочая поверхность которого выполнена с отверстиями, привод вращения барабана и вибратор для сообщения барабану колебаний. Барабан с отверстиями выполнен в виде сменных сит. Вибратор, создающий круговые колебания, выполнен в виде нескольких, минимум трех, цилиндров с подвижными штоками, проходящими через их центральное отверстие и закрепленными в эластичных тороидах, заполненных текучей средой с пневмоуправлением возвратно-поступательного движения в цилиндрах. Сепаратор снабжен дополнительным перфорированным конусным ситом. В нижней части барабана установлен конусный распределитель зерна с крыльчаткой. С отражателем соединен циклон. Колебания задаются с частотой 1-3 Гц. Технический результат – повышение эффективности рассева, а также производительности и качества сепарации. 2 ил.

Изобретение относится к аппаратам для классификации дисперсных материалов и может быть использовано в строительной, химической и других отраслях промышленности. Вихревой классификатор порошковых материалов включает цилиндрическую прямоточную вихревую камеру с каналами вывода классифицируемого материала в виде кольцевых щелей, камеру с каналами вывода крупной фракции, каждый из каналов вывода крупной фракции выполнен в виде расширяющегося сопла из биметаллического материала. На внутренней поверхности расширяющегося сопла выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от входного до выходного отверстий. Один из клапанов вывода классифицируемого материала в виде кольцевой щели и один из каналов вывода крупной фракции в виде расширяющегося сопла из биметалла с продольно расположенными канавками на внутренней поверхности соединены с термоэлектрическим генератором, выполненным в виде корпуса с проходным каналом для горячего потока сжатого воздуха, транспортирующего классифицируемый материал, и проходным каналом для холодного потока сжатого воздуха, транспортирующего крупные фракции, а также с комплектом дифференциальных термопар, «горячие» концы которых расположены в проходном канале для горячего потока сжатого воздуха, а их «холодные» концы расположены в проходном канале для холодного потока сжатого воздуха. Цилиндрическая прямоточная вихревая камера с наружной поверхности покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде продольно вытянутых пучков, расположенных по длине цилиндрической камеры. «Горячие» и «холодные» концы дифференциальных термопар, расположенные, соответственно, на внутренних поверхностях проходного канала для горячего и проходного канала для холодного сжатого воздуха, покрыты диэлектриком в виде стеклоподобной нанообразной пленки из оксида тантала. Технический результат - повышение эффективности работы классификатора, а также поддержание качества готового продукта при длительной эксплуатации классификатора. 4 ил.

Изобретение предназначено для сепарации зернового материала в сельскохозяйственном производстве, в мукомольно-элеваторной и комбикормовой отраслях промышленности. Центробежно-пневматический сепаратор зернового материала содержит кольцевой пневмосепарирующий канал с нижним патрубком ввода воздушного потока и вывода очищенного зернового материала, загрузочный патрубок ввода очищаемого зернового материала, патрубок вывода отработавшего воздуха с легкими примесями, снабженный регулировочной заслонкой ротационный конический разбрасыватель, предназначенный для подачи зернового материала в пневмосепарирующий канал и снабженный несколькими конусами, закрепленными на общем валу на некотором расстоянии друг от друга и имеющими на дне, за исключением нижнего, центральное отверстие, причем наибольший диаметр конуса и отверстия имеет верхний конус, а у последующих конусов в направлении сверху вниз эти диаметры постепенно уменьшаются. Кольцевой пневмосепарирующий канал состоит из верхней, средней (основной) и нижней частей. Основная часть образована соосно расположенными наружным и внутренним конусами, являющимися диффузорами (в направлении сверху вниз). Большее их основание размещено внизу примерно на одинаковой высоте. Угол между образующими в продольном диаметральном сечении наружного конуса меньше аналогичного угла внутреннего конуса. Высота наружного больше высоты внутреннего. Технический результат - повышение качества очистки и уменьшение потерь зерна. 1 ил.

Изобретение относится к области для разделения тонкодисперсных порошков и может быть использовано при производстве строительных материалов, в металлургической, горной и других отраслях промышленности. Способ для разделения тонкодисперсных порошков включает ввод исходного материала и воздушного потока в зону сепарации, разделение исходного материала под действием противоположно направленных сил, вывод крупки и промежуточного продукта, осаждение промежуточного продукта в осадительных устройствах и возврат воздуха в зону сепарации. По ходу движения воздуха между зоной сепарации и осадительными устройствами осуществляют дополнительное разделение в инерционном концентраторе промежуточного продукта на готовый продукт, поступающий с воздухом в осадительные устройства, и грубый продукт, который самотеком поступает в патрубок возврата сепарационного воздуха и вместе с воздухом от осадительных устройств возвращается в зону сепарации. Технический результат - повышение эффективности разделения тонкодисперсных порошков. 1 ил.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения руд цветных и черных металлов в воздушной среде, а также при разделении мелких сыпучих материалов в других отраслях. Цилиндрическая классификационная шахта воздушного классификатора снабжена блоком загрузки и блоками разделения на фракции, расположенными последовательно друг за другом в зависимости от числа фракций. В блоке загрузки конический распределитель установлен между патрубком подачи исходного материала и патрубком подачи воздуха. Блок разделения на фракции исходного материала выполнен в виде камеры, внутри которой расположен пустотелый спиралевидный завихритель потока воздуха с углом конусности 30-35° с возможностью изменения его геометрических размеров и снабженной снизу диффузором, а сверху конфузором. В блоке загрузки и блоках разделения на фракции в верхней части установлены кольцевые распределители с тангенциально установленными патрубками подачи воздуха. Пустотелый спиралевидный завихритель потока воздуха заполнен жидкостью и соединен с манометром трубопроводом. Конический распределитель исходного материала выполнен с возможностью регулирования зазора между патрубком подачи исходного материала и патрубком подачи воздуха. Технический результат - повышение эффективности разделения исходного материала на заданное количество фракций. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области порошковой технологии и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, химической, атомной и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов по разделению частиц по размерам. Воздушно-центробежный классификатор порошков циклонного типа представляет из себя противоточный циклон с входным закручивающим патрубком, цилиндроконическим корпусом с нижним пылевыводным патрубком, введенным в пылеприемный бункер, верхним аксиальным выходным патрубком, соединенным с устройством тонкой очистки, имеющим патрубок выгрузки уловленного мелкодисперсного порошка и патрубок отвода обеспыленного газа, соединенный с всасывающим патрубком дутьевого устройства. Пылеприемный бункер снабжен нижним выгрузочным патрубком, имеющим устройство выгрузки, например, шиберного типа и соединенным с корпусом бункера-питателя, имеющего верхний патрубок загрузки и нижний патрубок выгрузки с дозирующим устройством, расположенным над загрузочным устройством, находящимся на входе рециркуляционного трубопровода, соединенного с входным закручивающим патрубком циклона. Пылеприемный бункер циклона и бункер-питатель снабжены контролирующими датчиками степени загрузки бункеров, соединенными с входом микропроцессора, управляющий сигнал от которого поступает на привод устройства выгрузки пылеприемного бункера и дозирующего устройства бункера-питателя. Технический результат - повышение эффективности разделения порошков. 1 ил.

Наверх