Патент на изобретение №2376081

(54) ДВУХПРОДУКТОВЫЙ ВОЗДУШНО-ГРАВИТАЦИОННЫЙ КЛАССИФИКАТОР

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушно-гравитационным классификаторам, и может найти применение в строительной, химической, горно-обогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности на мелкую и крупную фракции. Двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор содержит классификационную шахту, выполненную в виде круглой трубы, патрубок для подачи исходного материала, средство для подачи воздуха, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части классификационной шахты, патрубок для вывода крупной фракции, снабженный разгрузочным устройством и расположенный в нижней части классификационной шахты. В качестве средства для подачи воздуха содержит отверстия, выполненные в стенке классификационной шахты. Также классификатор содержит конусообразный распределитель исходного материала, закрепленный на нижнем конце патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и полую конусообразную вставку, выполненную с отверстиями, снабженную патрубком для подачи воздуха и расположенную в классификационной шахте вдоль ее вертикальной оси большим основанием вниз. Классификатор содержит кожух, снабженный патрубком для подачи воздуха и охватывающий классификационную шахту. Патрубок для подачи исходного материала расположен в верхней части классификационной шахты и охватывает патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком. Технический результат – повышение эффективности классификации материала. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушно-гравитационным классификаторам, и может найти применение в строительной, химической, горно-обогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности на мелкую и крупную фракции.

Известен двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор, содержащий классификационную шахту, выполненную в виде круглой трубы, патрубок для подачи исходного материала, расположенный в средней части классификационной шахты, средство для подачи воздуха, выполненное в виде патрубка и расположенное в нижней части классификационной шахты, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части классификационной шахты, и патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части классификационной шахты (В.Е.Мизонов, С.Г.Ушаков. Аэродинамическая классификация порошков. – М.: Химия, 1989. С.26-27, рис.1, 10, а).

Однако известный классификатор обладает низкой эффективностью классификации материала из-за того, что достаточно большая часть мелких частиц выводится из классификатора вместе с крупными частицами. Этот недостаток обусловлен тем, что в классификационной шахте частицы исходного материала плохо разделяются по крупности по следующим причинам. Вблизи боковой стенки классификационной шахты скорость движения воздушного потока и соответственно сила аэродинамического сопротивления, действующая на частицы материала, значительно ниже, чем в центральной части классификационной шахты. Поэтому на мелкие частицы, расположенные вблизи стенки классификационной шахты, воздействие гравитационной силы превышает расчетную для установленной границы разделения силу аэродинамического сопротивления, из-за чего мелкие частицы, имеющие размер меньше границы разделения, падают вниз. При падении вниз исходного материала позади крупных частиц возникает зона с пониженным давлением воздуха (т.н. след частиц), в которую попадают мелкие частицы. В этих зонах на мелкие частицы направленная вверх сила аэродинамического сопротивления не воздействует и они беспрепятственно падают вниз вместе с крупными частицами. В известном классификаторе не обеспечивается разделение частиц исходного материала по крупности в горизонтальной плоскости из-за того, что на материал воздушный поток воздействует только снизу вверх, что приводит к многочисленным столкновениям крупных и мелких частиц и соответственно мешает их разделению. По этим причинам мелкие частицы падают вниз и вместе с крупными частицами выводятся из классификатора.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности классификации материала за счет предотвращения падения вниз мелких частиц вместе с крупными частицами и более полного отделения мелких частиц от крупных путем обеспечения выведения мелких частиц из потока материала путем обеспечения воздействия воздушными струями на поток исходного материала в горизонтальной плоскости и обеспечения разделения частиц исходного материала на восходящий поток мелких частиц и нисходящий поток крупных частиц в разных зонах классификационной шахты.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор, содержащий классификационную шахту, выполненную в виде круглой трубы, патрубок для подачи исходного материала, средство для подачи воздуха, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части классификационной шахты, и патрубок для вывода крупной фракции, снабженный разгрузочным устройством и расположенный в нижней части классификационной шахты, отличается тем, что содержит в качестве средства для подачи воздуха отверстия, выполненные в стенке классификационной шахты, а также конусообразный распределитель исходного материала, закрепленный на нижнем конце патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, полую конусообразную вставку, выполненную с отверстиями, снабженную патрубком для подачи воздуха и расположенную в классификационной шахте вдоль ее вертикальной оси большим основанием вниз, и кожух, снабженный патрубком для подачи воздуха и охватывающий классификационную шахту, причем патрубок для подачи исходного материала расположен в верхней части классификационной шахты и охватывает патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком. При этом отверстия расположены по всей поверхности стенки классификационной шахты и полой конусообразной вставки в шахматном порядке и выполнены щелевидными.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 – общий вид классификатора, вертикальный осевой разрез; фиг.2 – разрез А – А на фиг.1; фиг.3 – схема воздействия на частицы исходного материала силы аэродинамического сопротивления F_а и гравитационной силы F_m.

Двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор содержит классификационную шахту 1 в виде круглой трубы, выполненную с отверстиями 2 в качестве средства для подачи воздуха, патрубок 3 для подачи исходного материала, расположенный в верхней части классификационной шахты 1 и охватывающий патрубок 4 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, патрубок 5 для вывода крупной фракции, снабженный разгрузочным устройством 6, например, типа «мигалка», и расположенный в нижней части классификационной шахты 1, конусообразный распределитель 7 исходного материала, закрепленный на нижнем конце патрубка 4 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, полую конусообразную вставку 8, выполненную с отверстиями 9, снабженную патрубком 10 для подачи воздуха и расположенную в классификационной шахте 1 вдоль ее вертикальной оси большим основанием вниз, и кожух 11, снабженный патрубком 12 для подачи воздуха и охватывающий классификационную шахту 1. Отверстия 2 и 9 могут быть выполнены, например, щелевидными и располагаться в шахматном порядке по всей поверхности стенки классификационной шахты 1 и соответственно полой конусообразной вставки 8. Патрубок 3 для подачи исходного материала может быть снабжен загрузочным устройством, например шлюзовым питателем (не показано), которое позволяет устранить подсос воздуха в классификационную шахту 1 через патрубок 3. Патрубки 4, 10 и 12 снабжены средствами для изменения расхода воздуха, например шиберами (не показаны).

Изобретение используют следующим образом.

На выходе патрубка 4 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком вентилятором (не показан) создают разрежение, благодаря чему в классификационной шахте 1 возникает движение воздушного потока от отверстий 2 и 9 к патрубку 4. При этом выравнивание скорости воздушного потока по высоте классификационной шахты 1 обеспечивает конусообразная вставка 8, без которой скорость воздушного потока в верхней части классификационной шахты была бы выше, чем в нижней части.

Затем через патрубок 3 исходный материал подают на конусообразный распределитель 7, который обеспечивает равномерную по окружности подачу исходного материала к верхней части стенки классификационной шахты 1 и придание падающему вниз потоку исходного материала формы круглой трубы.

В классификационной шахте 1 на частицы материала оказывают воздействие две силы (фиг.3): со стороны воздушного потока сила аэродинамического сопротивления

F_a, направленная к патрубку 4, и направленная вниз гравитационная сила F_m. В зависимости от заданного соотношения между этими двумя силами в классификационной шахте 1 происходит разделение исходного материала по крупности.

Т.к. воздух поступает в классификационную шахту 1 через отверстия 2, то воздушный поток воздействуют на падающий вниз поток исходного материала и в горизонтальной плоскости, т.к. сила аэродинамического сопротивления F_a имеет не только направленную вверх вертикальную составляющую F_aв (как и в прототипе), но и горизонтальную составляющую F_aг (которой в прототипе нет).

Под действием горизонтальной составляющей F_aг силы аэродинамического сопротивления F_a происходит разделение исходного материала в горизонтальной плоскости по крупности на две фракции. Т.к. мелкие частицы обладают меньшей массой и соответственно меньшей инерционностью, чем крупные частицы, то они приобретают большее по сравнению с крупными частицами ускорение и отводятся от стенки классификационной шахты 1 дальше, чем крупные частицы. Благодаря горизонтальной составляющей F_аг мелкие частицы также выводятся из «следа» падающих вниз крупных частиц, что обеспечивает формирование мелкой и крупной фракции материала в разных зонах классификационной шахты 1. В прототипе этот технический эффект отсутствует.

Частицы крупной фракции, для которых воздействие гравитационной силы F_m превышает воздействие вертикальной составляющей F_ав силы аэродинамического сопротивления F_a, падают вниз и через патрубок 5 и разгрузочное устройство 6 выводятся из классификатора. Разгрузочное устройство 6 препятствует подсосу воздуха в классификационную шахту из внешней среды через патрубок 5.

Частицы мелкой фракции, для которых воздействие вертикальной составляющей F_aв силы аэродинамического сопротивления F_a превышает воздействие гравитационной силы F_m, воздушным потоком выводятся из классификатора через патрубок 4. В классификационной шахте 1 исходный материал под воздействием воздушных струй подвергается многократной перечистке, что способствует более полному разделению исходного материала по крупности.

Кожух 11 и патрубок 12, снабженный шибером, позволяют осуществлять регулирование подачи воздуха в классификационную шахте 1 через отверстия 2.

Воздушные струи, поступающие в классификационную шахту 1 через отверстия 9, препятствуют осаждению мелких частиц материала на полую конусообразную вставку 8 и соответственно их перемещению вниз и выводу из классификатора вместе с крупными частицами. Патрубок 10, снабженный шибером, позволяет осуществлять регулирование подачи воздуха в полую конусообразную вставку 8. При этом расход воздуха через кожух 11 должен превышать расход воздуха через конусообразную вставку 8.

На выходе патрубка 4 установлены общепринятые стандартные устройства для отделения мелкой фракции от воздуха, например циклоны и/или фильтры (не показаны).

Таким образом, воздействие на поток исходного материала воздушными струями в горизонтальной плоскости позволяет повысить эффективность разделению материала по крупности за счет отвода мелких частиц от стенки классификационной шахты 1, вывода их из «следа» крупных частиц и образования восходящего потока мелких частиц и нисходящего потока крупных частиц в разных зонах классификационной шахты 1.

Границу разделения материала устанавливают путем изменения расхода воздуха через патрубок 4. При увеличении расхода воздуха граница разделения увеличивается, а при уменьшении уменьшается.

Формула изобретения

1. Двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор, содержащий классификационную шахту, выполненную в виде круглой трубы, патрубок для подачи исходного материала, средство для подачи воздуха, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части классификационной шахты, патрубок для вывода крупной фракции, снабженный разгрузочным устройством и расположенный в нижней части классификационной шахты, отличающийся тем, что в качестве средства для подачи воздуха содержит отверстия, выполненные в стенке классификационной шахты, а также конусообразный распределитель исходного материала, закрепленный на нижнем конце патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, и полую конусообразную вставку, выполненную с отверстиями, снабженную патрубком для подачи воздуха и расположенную в классификационной шахте вдоль ее вертикальной оси большим основанием вниз, и кожух, снабженный патрубком для подачи воздуха и охватывающий классификационную шахту, причем патрубок для подачи исходного материала расположен в верхней части классификационной шахты и охватывает патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком.

2. Классификатор по п.1, отличающийся тем, что отверстия расположены по всей поверхности стенки классификационной шахты и полой конусообразной вставки в шахматном порядке.

3. Классификатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что отверстия выполнены щелевидными.

РИСУНКИ