CZ273996A3 - Apparatus for separating heavy particles of material from lighter particles - Google Patents

Description

Oblast techniky '-t >

σ o

c/s<

OC to* <T>

O< Í , t

V· ?

Vynález se týká zařízení pro oddělování těžkých částic materiálu od lehčích částic, zahrnujícího nosný povrch, propustný pro plyn, na nějž se přivádí zpracovávaný materiál, jakož i prostředky pro aplikaci plynových rázů skrze nosný povrch na zpracovávaný materiál, například pro technologii rozdružování minerálů nebo pro oddělování nečistot z práškového nebo zlomkového materiálu, jako jsou vlákna nebo třísky.

Dosavadní stav techniky

Příkladem práškových nebo zlomkových materiálů jsou různá vlákna, odštěpky a dřevěné třísky, používané při výrobě třískových nebo vláknitých desek apod. Při výrobě těchto desek vzrůstá používání odpadního materiálu. To vede k nutnosti odstraňovat nečistoty z materiálů používaných pro výrobu desek. Tyto nečistoty zahrnují různé minerály, horniny, písek atd. Jsou známa řešení, při nichž se nečistoty oddělují od materiálů pouze použitím proudu vzduchu. Nevýhodou těchto řešení je vysoká spotřeba energie a vysoká emise prachu. Dále nelze při čištění založeném na použití proudu plynu požadovaným způsobem oddělit jemné nečistoty, což vede k neuspokojivému výsledku čištění.

Při rozdružování minerálů je známou metodou natřásání za sucha nebo pulsní separace. Při pulsní separaci jsou materiálu, pohybujícímu se na nosném povrchu propustném pro plyn, zespodu udělovány krátké plynové rázy. Vztlakový efekt plynového rázu na těžší částici je v důsledku její nižší akcelerace menší než pro lehčí částici. Lehčí částice, které během plynového rázu stouply, proto během přerušení rázu klesají mnohem pomaleji a koncentrují se v horní části vrstvy materiálu. Těžší částice se koncentrují ve spodní části vrstvy. K oddělení vrstev je nutno, aby se pohybovaly od vstupního konce nosného povrchu k jeho výstupnímu konci. Tohoto pohybu se dosahuje například použitím směrové vibrace a dělení se provádí například na výstupním konci s použitím dělícího nože nebo šneku před ním, který posunuje spodní vrstvu k jedné straně zařízení. Dělení uvedených vrstev je určeno nejvyšším množstvím minerálu. V tomto případě je obsah minerálu ve spodní vrstvě obvykle pouze 10 až 50 %, což znamená, že je nutné další obohacení. Různé materiály mají různé požadavky ohledně poměru plynového rázu a přerušení rázu, počtu pulsů a intenzity rázu. U známých zařízení není ofukovací zařízení, rotační ventil, trubkový rozvod a rozvod plynu pod rovinou použitelný pro dělení jemně zrnitých minerálů. Velký objem tohoto plynového zařízení brání postupu rychlých pulsů do roviny dělení, takže je použitelné pouze pro hrubé dělení.

Problémem je, jak dosáhnout ostrého plynového rázu a vysokého počtu pulsů rovnoměrně, například na velkém povrchu.

Účelem vynálezu je nalezení zcela nového dělícího zařízení, odstraňujícího nevýhody dosavadních řešení.

Podstata vynálezu

Podstata zařízení pro oddělování těžkých částic materiálu od lehčích částic, například pro oddělování nečistot z práškového nebo zlomkového materiálu, jako jsou vlákna nebo třísky, zahrnujícího nosný povrch, propustný pro plyn, na nějž se přivádí zpracovávaný materiál, jakož i prostředky pro aplikaci plynových rázů skrze nosný povrch na zpracovávaný materiál, podle vynálezu .spočívá v tom, že· prostředky pro vytváření plynových rázů zahrnují komoru, do níž je dodáván plyn a jejíž stěna obrácená k nosnému povrchu je opatřena alespoň jedním otvorem, přičemž v tomto otvoru je v podstatě blízko nosného povrchu umístěn alespoň jeden ventilový prvek.

Řešení podle vynálezu má četné významné výhody. Umístěním prvků, vytvářejících plynové rázy, v podstatě pod nosný povrch se dosahuje velmi ostrých plynových rázů zlepšujících účinnost dělení. Uspořádáním ventilových prvků, vytvářejících plynové rázy, v podstatě po celé šířce a délce oblasti zpracování materiálu na nosném povrchu se dosahuje velmi homogenního plynového rázu na zpracovávaný materiál. V důsledku rotačních ventilových prvků se dosahuje velmi vysokého počtu plynových rázů za jednotku času, tj. počtu pulsů. Umístěním těchto ventilových prvků ve v podstatě paralelním uspořádání vedle sebe, takže ventilové prvky jsou v uzavřené poloze obvykle navzájem v dotyku a v otevřené poloze mají mezi sebou mezeru, se dosahuje velmi výhodného a účinného ventilového systému. Řešením podle vynálezu je možno dosáhnout dobré těsnosti. Je-li ventilový systém v otevřené poloze, rozvádí plynový ráz požadovaným způsobem po v podstatě celé šířce nosného povrchu. Vytvořením ventilových prvků pomocí válečků s alespoň jedním výřezem, vybráním nebo drážkou nebo jejich ekvivalentem na obvodu se dosahuje velmi výhodného a spolehlivého řešeni ventilových prvků.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže popsán v souvislosti s připojenými výkresy, které představuji:

Obr. 1 znázorňuje zařízeni padle vynálezu ve zjednodušeném bočním pohledu.

Obr. 2 znázorňuje jiné provedení zařízení podle vynálezu v pohledu shora s ventilovými prvky v otevřené poloze.

Obr. 3 znázorňuje ventilový prvek podle vynálezu v řezu v rovině kolmé k podélné ose.

Zařízení podle vynálezu obsahuje nosný povrch 1_, propustný pro plyn, na nějž se dodává zpracovávaný materiál. Zařízení na obrázku má nakloněný nosný povrch _1 a zpracovávaný materiál se na něj přednostně přivádí z horního konce. Nosný povrch 1_ může být tvořen jakýmkoli známým nosičem, který je opatřen prostředky pro posun materiálu a dělení vrstev materiálu. Nosným povrchem 1^ je například nakloněný nekonečný pás, který se pohybuje ve směru označeném šipkami, přičemž nakloněná Část se pohybuje směrem vzhůru. Pod nosným povrchem L· jsou umístěny prostředky _3/ A pro vytváření plynových rázů a jejich aplikaci skrze nosný povrch 1_ na proud materiálu. Prostředky pro vytváření plynových rázů zahrnují komoru 3, umístěnou pod nosným povrchem 1, do níž je dodáván plyn a jejíž stěna obrácená k nosnému povrchu 1_ je opatřena alespoň jedním otvorem, a alespoň jeden ventilový prvek 4 v podstatě blízko nosného povrchu 1_ pro regulaci a/nebo uzavírání proudu plynu procházejícího otvorem/otvory, jimiž jsou vytvářeny plynové rázy.

Ventilový prvek 4 nebo skupina tvořená několika ventilovými prvky 4 probíhá v podstatě po celé šířce a/nebo délce oblasti zpracovávání materiálu na nosném povrchu 1, přednostně po šířce a délce nosného povrchu.

V otevřené poloze tvoří ventilový prvek 4 nebo skupina ventilových prvků (4 alespoň jeden otvor 5 nebo skupinu otvorů 5 ve směru proudu materiálu na nosném povrchu nebo přednostně v odlišném směru, kteréžto otvory umožňují průchod plynu z komory 3. Otvor, mezera nebo její ekvivalent 5, vytvořený ventilovým prvkem 4 v otevřené poloze, probíhá v podstatě přes celou šířku oblasti zpracování materiálu na nosném povrchu a/nebo je v šířce zpracovávané oblasti rozmístěno několik otvorů, mezer nebo jejich ekvivalentů. Může být upraveno několik ventilových prvků 4_ v uspořádání vedle sebe a/nebo v proloženém uspořádání. Ventilový prvek ý je otočný kolem své osy 9. Sousední ventilové prvky mohou být otočné ve stejném směru nebo v opačných směrech.

Pcdle výhodného provedení vynálezu je alespoň jeden ventilový prvek 4 upraven v alespoň jednom otvoru ve stěně komory 3 obrácené k nosnému povrchu 1^. Ventilové prvky 4_ jsou přednostně prvky, uspořádané v příčném směru vzhledem k nosnému povrchu, typicky převážně o šířce rovné šířce nosného povrchu ly a otočné kolem osy příčné k nosnému povrchu ly Ventilový prvek 4 je konstruován tak, že v uzavřené poloze je v podstatě v dotyku s alespoň jedním těsnícím prvkem 6 a/nebo se sousedním ventilovým prvkem 4, a tak neumožňuje průchod významných množství plynu z komory 3 otvorem obráceným k nosnému povrchu. V otevřené poloze se objeví alespoň jeden otvor mezi ventilovým prvkem 4 a těsnícím prvkem a/nebo sousedním ventilovým prvkem, což umožňuje vypuštění plynu z komory otvorem a skrze nosný povrch. Přednostně je upraveno více ventilových prvků 4 vedle sebe, výhodně umístěných v podstatě bezprostředně pod nosným povrchem ý, z nichž každý vytváří během každého otočení kolem své osy otáčení alespoň jeden plynový ráz, aplikovaný v otevřené poloze na nosný povrch JL. V provedení znázorněném na obr. 1 představují ventilové prvky válečky, z nichž každý je opatřen alespoň jedním vybráním, výřezem, drážkou nebo jejím ekvivalentem 5. Toto vybrání _5 se získá například tak, že se z válce s kruhovým průřezem vyřízne část, zbývající v radiálním směru vně přímky spojující průsečíky stran segmentu a obvodu. Výřezy, vybrání nebo jejich ekvivalenty 5 v sousedních válečcích jsou přednostně konstruovány tak, že v otevřené poloze jsou naproti sobě, a tak umožňují průchod plynu mezi válečky.

V případě znázorněném na obrázku se pás pohybuje pomocí válečků 8, z nichž alespoň jeden je hnací.

Zařízení podle vynálezu pracuje takto:

Zpracovávaný materiál 2, obsahující částice o větší a menší specifické váze, se přivádí z horního konce na nakloněný nosný povrch 1. Skrze nosný povrch 1 jsou na proud materiálu aplikovány krátké vztlakové plynové rázy. Plynový ráz má menší vztlakový účinek na částici o větší specifické váze než na částici o menší specifické váze, neboť částice o větší specifické váze má nižší akceleraci. Lehčí částice, které vystoupily během plynového rázu výše, během přerušení rázu klesají na nakloněném nosném povrchu jL v určité vzdálenosti ve směru sklonu. V důsledku opakovaných plynových rázů jsou tedy lehčí částice unášeny rychleji ve směru sklonu než těžší částice. Protože je nosným povrchem !_ pásový dopravník, který je propustný pro plyn a pohybuje se ve směru vzhůru rychlostí nižší než je rychlost lehkých částic pohybujících se ve směru dolů, avšak vyšší než je odpovídající rychlost těžkých částic, pohybují se lehké částice směrem dolů, zatímco těžké částice se pohybují směrem

Ί vzhůru. Takto jsou částice o větší specifické váze oddělovány od lehčích částic. Lehké částice jsou tak odváděny z nosného povrchu 1_ na spodním konci a těžší částice na horním konci.

Plynové rázy jsou vytvářeny dodáváním plynu, přednostně vzduchu, do komory 3 pod nosným povrchem !_ a opakovaným přerušováním proudu plynu, vedeného na nosný povrch 1^ zespodu, pomocí ventilových prvků £. Ventilové prvky _4 jsou přednostně umístěny bezprostředně pod pásovým dopravníkem nebo v jeho blízkosti, a tak zajišťují maximální účinekplynových rázů. Ventilové prvky 4 jsou tvořeny v podstatě rovnoběžnými válečky, umístěnými vedle sebe v otvoru ve stěně komory 3, obrácené v nosnému povrchu. Směry otáčení válečků jsou na obr. 1 označeny šipkami. Sousední válečky se přednostně otáčejí v opačných směrech. Válečky se přednostně otáčejí ve fázi, takže se současně kryjí u sousedních válečků jejich vybrání, výřezy nebo jejich ekvivalenty. Velikost, tvar a směr vybrání 5 může být použit k regulaci směru a formy plynového rázu. Válečky 4, znázorněné na obrázcích, mají dva výřezy, vytvořené v intervalech 180 °. Když se válečky otáčejí, vzniká v otevřené poloze plynový ráz a v uzavřené poloze přerušení rázu. Typicky se pulsy plynových rázů vytvářejí například rychlostí 1 až 10 pulsů/s. Délka plynového rázu je typicky 10 až 50 % délky pulsu. Válečky se otáčejí působením hnacího zařízení například s použitím řetězového převodu.

Ventilové prvky mohou mít samozřejmě různý tvar. Důležité je, aby v alespoň jedné rovině řezu kolmé na osu 9 otáčení ventilového prvku 4 byla radiální vzdálenost X_r alespoň jednoho bodu na vnějším povrchu ventilového prvku £ od osy 9 otáčení menší než odpovídající vzdálenost nej vzdálenější rotační kružnice vnějšího povrchu (obr. 3) .

X

Tak mohou být ventilové prvky provedeny například jako podélné ploché tyče, uspořádané vedle sebe. Ploché tyče se otočí do otevřené polohy tak, že se mezi nimi otevře alespoň jeden otvor, a do uzavřené polohy tak, že se tento otvor uzavře. Pohyb plochých tyčí může být lineární nebo rotační.

Ve výhodném provedení je komora 3 pomocí alespoň jedné přepážky rozdělena na několik oddělení, takže v různých odděleních komory je možno používat různý tlak. V tomto případě je možno podle potřeby vytvářet z každého oddělení, jiný plynový ráz. Navíc je možno rozdělit nosný povrch do několika zón, v kterémžto případě je možno v různých zónách nosného povrchu dosáhnout různých počtů pulsů, intenzit plynového rázu atd. Těmito řešeními je možno dále zlepšit kapacitu dělení a účinnost zařízení.

Odborníkovi je zřejmé, že vynález není omezen na výše popsané příklady provedení, ale že v rozsahu uvedených patentových nároků může být dále obměňován. Kromě oddělování nečistot z třískového nebo vláknitého materiálu může být tedy vynález využíván v dalších separačních aplikacích.

Claims (8)

PATENTOVÉ NÁROKY .96 XI S l

1. Zařízení pro oddělování těžkých částic materiálu j_dti n s 3¹¹ lehčích částic, například pro oddělování nečistot z práškového nebo zlomkového materiálu, jako jsou vlákna ne~bo třísky, zahrnující nosný povrch (1), propustný pro plyn, na nějž se přivádí zpracovávaný materiál (2), jakož i prostředky pro aplikaci plynových rázů skrze nosný povrch (1) na zpracovávaný materiál (2), vyznačující se tím, že prostředky pro vytváření plynových rázů zahrnují • po komoru (3), do níž je k nosnému povrchu (1) dodáván plyn a jejíž stěna obrácená je opatřena alespoň jedním otvorem, přičemž v tomto otvoru je v podstatě blízko nosného povrchu (1) umístěn alespoň jeden ventilový prvek (4).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že ventilový prvek (4) nebo skupina tvořená více ventilovými prvky (4) probíhá v podstatě přes celou šířku oblasti zpracování materiálu (2) na nosném povrchu (1), přednostně přes šířku nosného povrchu (1).

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ventilový prvek (4) nebo skupina ventilových prvků (4) probíhá v podstatě přes celou délku oblasti zpracování materiálu (2), přednostně přes délku nosného povrchu (1).

4. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že ventilový prvek (4) nebo skupina ventilových prvků (4) tvoři v otevřené poloze alespoň jeden otvor (5) nebo skupinu otvorů (5) ve směru pohybu proudu materiálu na nosném povrchu (1) nebo přednostně v úhlu odchylujícím se od něj, kterýmižto otvory může procházet plyn z komory (3) .

5. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že otvor, mezera nebo jejich ekvivalent (5), tvořený ventilovým prvkem (4) v otevřené poloze, probíhá v podstatě přes celou šířku oblasti zpracování materiálu (2) na nosném povrchu (1) a/nebo že zařízení obsahuje několik otvorů, mezer nebo jejich ekvivalentů, rozmístěných přes šířku oblasti zpracování.

6. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím., že obsahuje několik ventilových prvků (4), umístěných v uspořádání vedle sebe nebo v proloženém uspořádání.

7. Zařízení podle kteréhokoli vyznačující se tím, (4) se může otáčet v jednom směru nebo z nároků 1 až 6, že ventilový prvek tam a zpět kolem své osy (9) .

8. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že v alespoň jedné rovině řezu kolmé na osu (9) otáčení ventilového prvku (4) je radiální vzdálenost (X_r) alespoň jednoho bodu na vnějším povrchu ventilového prvku (4) od osy (9) otáčení menší než odpovídající vzdálenost (X_u) nej vzdálenější rotační kružnice vnějšího povrchu.