CZ292010B6 - Zařízení pro oddělování těžkých částic materiálu od lehčích částic - Google Patents

Abstract

Za° zen pro odd lov n t k²ch stic materi lu od leh ch stic, nap° klad pro odd lov n ne istot z pr Ükov ho nebo zlomkov ho materi lu, jako jsou vl kna nebo t° sky, zahrnuj c nosn² povrch (1), propustn² pro plyn, na n j se p°iv d zpracov van² materi l (2), jako i prost°edky pro aplikaci plynov²ch r z skrze nosn² povrch (1) na zpracov van² materi l (2). Za° zen obsahuje speci ln ventilov prvky (4), um st n pod nosn²m povrchem (1), k vytv °en plynov²ch r z , p°i em v alespo jedn rovin °ezu kolm na osu (9) ot en ventilov ho prvku (4) je radi ln vzd lenost (X.sub.r.n.) alespo jednoho bodu na vn jÜ m povrchu ventilov ho prvku (4) od osy (9) ot en menÜ ne odpov daj c vzd lenost (X.sub.u.n.) nejvzd len jÜ rota n kru nice vn jÜ ho povrchu.\

Description

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.

Z patentového spisu DE 532388Cje známo zařízení pro oddělování těžkých částic materiálu od lehčích částic, které sestává z nosného povrchu propustného pro plyn, a z prostředků pro aplikaci plynových rázů, přičemž prostředky pro vytváření plynových rázů zahrnují komoru, do níž je dodáván plyn a jejíž sténaje obrácená k nosnému povrchu a je opatřena alespoň jedním otvorem ve kterém je umístěn alespoň jeden ventilový prvek. U tohoto zařízení je nosným povrchem pro rozdružovaný materiál šikmý skluz, na jehož konci jsou mechanicky oddělovány vrstvy lehčích a těžších částic.

Při rozdružování minerálů je známou metodou natřásání za sucha nebo pulzní separace. Při pulzní 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 kjeho výstupnímu konci. Tohoto pohybu se dosahuje například použitím směrové vibrace a dělení se provádí například na výstupním konci s použitím dělicího nože nebo šneku před ním, kteiý 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, zeje nutné další obohacení. Různé materiály mají různé požadavky ohledně poměru plynového rázu a přerušení rázu, počtu pulsů a intenzity rázu. U známých zařízení není 1 ofukovacr 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 dělicího zařízení, odstraňujícího nevýhody dosavadních řešení.

- 1 CZ 292010 B6

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, 5 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, přičemž tyto prostředky zahrnují komoru, do níž je dodáván plyn a jejíž stěna obrácená k nosnému povrchu je opatřena skupinou otvorů, přičemž v těchto otvorech jsou u nosného povrchu umístěny ventilové prvky, které tvoří v otevřené poloze množinu otvorů se směrem odchylujícím 10 se v úhlu od směru pohybu proudu materiálu na nosném povrchu, přičemž tyto otvory jsou upraveny pro průchod plynu z komory, podle vynálezu spočívá v tom, že v alespoň jedné rovině i řezu kolmé na osu otáčení ventilového prvku je radiální vzdálenost (X_r) alespoň jednoho bodu na vnějším povrchu ventilového prvku od osy otáčení menší než odpovídající vzdálenost (X_u) nejvzdálenější rotační kružnice vnějšího povrchu.

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 20 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 25 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 řešení ventilových prvků.

Přehled obrázků na výkresech

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

Obr. 1 znázorňuje zařízení podle 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.

Příklady provedení vynálezu

I

Zařízení podle vynálezu obsahuje nosný povrch 1, propustný pro plyn, na nějž se dodává l zpracovávaný materiál 2. Zařízení na obrázku má nakloněný nosný povrch 1 a zpracovávaný materiál 2 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 50 směru označeném šipkami, přičemž nakloněná část se pohybuje směrem vzhůru. Pod nosným povrchem 1 jsou umístěny prostředky pro vytváření plynových rázů a jejich aplikaci skrze nosný povrch 1 na proud materiálu 2. 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

-2 CZ 292010 B6 blízko nosného povrchu 1 pro regulaci a/nebo uzavírání proudu plynu procházejícího otvorem/otvory 5, 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 2 na nosném povrchu 1, přednostně po šířce a délce nosného povrchu J.

V otevřené poloze tvoří ventilový prvek 4 nebo skupina ventilových prvků 4 alespoň jeden otvor 5 nebo skupinu otvorů 5 ve směru proudu materiálu 2 na nosném povrchu nebo přednostně v odlišném směru, přičemž tyto otvory 5 umožňují průchod plynu z komory 3. Otvor 5, mezera nebo její ekvivalent, vytvořený ventilovým prvkem 4 v otevřené poloze, probíhá v podstatě přes celou šířku oblasti zpracování materiálu 2 na nosném povrchu 1 a/nebo je v šířce zpracovávané \ oblasti rozmístěno několik otvorů 5, mezer nebo jejich ekvivalentů. Může být upraveno několik ventilových prvků 4 v uspořádání vedle sebe a/nebo v proloženém uspořádání. Ventilový prvek 4 je otočný kolem své osy 9. Sousední ventilové prvky 4 mohou být otočné ve stejném směru nebo v opačných směrech.

Podle výhodného provedení vynálezu je alespoň jeden ventilový prvek 4 upraven v alespoň jednom otvoru 5 ve stěně komory 3 obrácené k nosnému povrchu L Ventilové prvky 4 jsou přednostně prvky, uspořádané v příčném směru vzhledem k nosnému povrchu 1, typicky převážně o šířce rovné šířce nosného povrchu 1, a otočné kolem osy příčné k nosnému povrchu

1. Ventilový prvek 4 je konstruován tak, že v uzavřené poloze je v podstatě v dotyku s alespoň jedním těsnicím prvkem 6 a/nebo se sousedním ventilovým prvkem 4, a tak neumožňuje průchod významných množství plynu z komory 3 otvorem 5 obráceným k nosnému povrchu 1. V otevřené poloze se objeví alespoň jeden otvor 5 mezi ventilovým prvkem 4 a těsnicím prvkem 6 a/nebo sousedním ventilovým prvkem 4, což umožňuje vypuštění plynu z komory 3 otvorem 5 a skrze nosný povrch 1_. Přednostně je upraveno více ventilových prvků 4 vedle sebe, výhodně umístěných v podstatě bezprostředně pod nosným povrchem 1, z nichž každý vytváří během každého otočení kolem své osy otáčení alespoň jeden plynový ráz, aplikovaný v otevřené poloze na nosný povrch L V provedení znázorněném na obr. 1 představují ventilové prvky 4 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 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 měrné hmotnosti, se přivádí z horního konce na nakloněný nosný povrch 1. Skrze nosný povrch 1 jsou na proud materiálu 2 aplikovány krátké vztlakové plynové rázy. Plynový ráz má menší vztlakový účinek na částici ' o větší měrné hmotnosti než na částici o menší měrné hmotnosti, neboť částice o větší měrné hmotnosti má nižší akceleraci. Lehčí částice, které vystoupily během plynového rázu výše, t během přerušení rázu klesají na nakloněném nosném povrchu 1 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 1 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 vzhůru. Takto jsou částice o větší měrné hmotnosti oddělovány od lehčích částic. Lehké částice jsou tak odváděny z nosného povrchu 1 na spodním konci a těžší částice na horním konci.

-3 CZ 292010 B6

Plynové rázy jsou vytvářeny dodáváním plynu, přednostně vzduchu, do komory 3 pod nosným povrchem 1 a opakovaným přerušováním proudu plynu, vedeného na nosný povrch 1 zespodu, pomocí ventilových prvků 4. Ventilové prvky 4 jsou přednostně umístěny bezprostředně pod pásovým dopravníkem nebo v jeho blízkosti, atak zajišťují maximální účinek plynových rázů.

Ventilové prvky 4 jsou tvořeny v podstatě rovnoběžnými válečky, umístěnými vedle sebe v otvoru ve stěně komory 3, obrácené v nosnému povrchu L 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 10 nebo jejich ekvivalenty. Velikost, tvar a směr vybrání může být použit k regulaci směru a formy plynového rázu. Ventilové prvky 4 tvořené válečky, 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 15 otáčejí působením hnacího zařízení například s použitím řetězového převodu.

Ventilové prvky 4 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 4 od osy 9 otáčení menší než odpovídající 20 vzdálenost X_u nejvzdálenější rotační kružnice vnějšího povrchu (obr. 3).

Tak mohou být ventilové prvky 4 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 5, a do uzavřené polohy tak, že se tento otvor 5 uzavře. Pohyb plochých tyčí může být 25 lineární nebo rotační.

Ve výhodném provedení je komora 3 pomocí alespoň jedné přepážky rozdělena na několikoddělení, takže v různých odděleních komory 3 je možno používat různý tlak. V tomto případě je možno podle potřeby vytvářet z každého oddělení jiný plynový ráz. Navíc je možno rozdělit 30 nosný povrch do několika zón, přičemž v tomto 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 (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro oddělování těžkých částic materiálu od lehčích částic, například pro oddělování nečistot z práškového nebo zlomkového materiálu, jako jsou vlákna nebo 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), přičemž prostředky pro vytváření plynových rázů zahrnují komoru (3), do níž je dodáván plyn a jejíž stěna obrácená k nosnému povrchu (1) je opatřena skupinou otvorů, přičemž v těchto otvorech jsou u nosného povrchu (1) umístěny ventilové prvky (4), které tvoří v otevřené poloze množinu otvorů (5) se směrem odchylujícím se v úhlu od směru pohybu proudu materiálu (2) na nosném povrchu (1), přičemž tyto otvory jsou upraveny pro průchod plynu z komory (3), 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.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje množinu ventilových prvků (4), umístěných v podstatě přes celou šířku oblasti zpracování materiálu (2) na nosném povrchu (1) v alespoň jedné řadě, přičemž jsou umístěny v uspořádání vedle sebe.
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ventilové prvky (4) jsou upraveny pro otáčení v jednom směru nebo tam a zpět kolem své osy (9).
4. 4. Zařízení podle kteréhokoli znároků 1 až 3, vyznačující se tím, že sousední ventilové prvky (4) jsou upraveny pro otáčení ve stejném směru.
5. 5. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že sousední ventilové prvky (4) jsou upraveny pro otáčení v opačných směrech.

   2 výkresy