MXPA97007658A - Aparato para la clasificacion de material en particulas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato del tipo de remolino de aire forzado para la clasificación de material en partículas en una porción fina y una porción gruesa, el aparato comprende:una sección superior que tiene una forma de cono sustancialmente truncado y que comprende una rueda de separación girando alrededor de un eje sustancialmente vertical, medios de entrada para el aire y el material en partículas que seráclasificado, y una primera salida para aire y material en partículas fino clasificado, y una sección inferior que tiene una forma de cono sustancialmente truncado y que comprende una segunda salida para material en partículas grueso clasificado, y una segunda entrada de aire, caracterizado porque el aparato en combinación comprende:una salida con forma de espiral para remover el material fino clasificado dispersado en el aire, una tubería de entrada para suministrar el material en partícula dispersado en el flujo de aire, la tubería de entrada estando dispuesta con su eje longitudinal sustancial y verticalmente y dentro del alojamiento del aparato de clasificación, y extendiéndose desde una distancia por abajo de la rueda de separación a través de la sección inferior del alojamiento del aparato de clasificación, un distribuidor de alimentación que tiene un extremo de punta dirigido hacia abajo y dispuesto sustancial y concéntricamente con la tubería de entrada y la rueda de separación, y opcionalmente conectado al extremo superior de la tubería de entrada a través de por lo menos dos elementos de conexión, tales como barras y similares, el distribuidor de alimentación estádimensionado y dispuesto a una distancia por abajo de la rueda de separación en una forma que dirige la alimentación del material no clasificado más alláde la rueda de separación, y una zona de clasificación secundaria que comprende un alojamiento inferior con forma de embudo, la sección superior del cual exhibe una entrada de aire secundaria dispuesta tangencial a la circunferencia del alojamiento inferior para suministrar aire secundario en una dirección concurrentemente con la dirección de rotación de la rueda de separación.

Description

APARATO PARA LA CLASIFICACIÓN DE MATERIAL EN PARTÍCULAS DESCRIPCIÓN DE LA I NVENCIÓN La presente invención se refiere a un aparato para la clasificación de materiales en partículas, como se presenta en la parte introductoria de la reivindicación 1 .

ANTECEDENTES Procedimientos de clasificación de partículas son de importancia crítica para muchos circuitos de molienda. En general, el consumo de energía de circuitos de molienda puede ser reducido drásticamente ya que la eficiencia de clasificación es alta. La clasificación ideal puede ser definida como la separación de corriente de partícula en dos fracciones, una solamente conteniendo material fino (por abajo de un tamaño especificado), y la segunda solamente de partículas gruesas. Sin embargo, durante la práctica, algunos granos de la alimentación hacia el clasificador pueden ser tomados de la corriente tanto gruesa como fina. Los contenidos de material fino en la corriente gruesa y el material grueso en la corriente fina da una medida de la eficiencia de clasificación o agudeza de la clasificación. La cantidad de material grueso en la fracción fina se determina principalmente a través de construcción de rotor. Durante la práctica, los clasificadores de rotor (remolino forzado) proporcionan contenidos muy bajos de material grueso en la corriente fina. Por otro lado, la cantidad de material fino en la corriente gruesa es muy diferente para muchos clasificadores, ya que depende de su construcción. Este es el indicador principal de la eficiencia de clasificación. La Patente de los Estados Unidos No. 4,260,478 describe un aparato para clasificar partículas que comprenden un cuerpo que tiene una salida de partícula fina en la parte superior del aparato y una salida de partícula gruesa en la parte inferior. Un flujo de aire comprendiendo material no clasificado dispersado es suministrado hacia la zona de clasificación desde abajo a través de una tubería de suministro verticalmente dispuesta. La zona de clasificación está provista con dos rotores coaxialmente dispuestos o ruedas de separación, en las cuales el rotor interno está provisto con un cono de alimentación el cual co-gira con el mismo. El cono de alimentación está dispuesto para dispersar el material en la zona de clasificación. Esta construcción tiene varias desventajas; en primer lugar, el cono de alimentación es sometido a un alto desgaste debido a la alta fuerza de impacto entre el cono de alimentación de rotación y el material no clasificado que fluye hacia arriba. Después de cierto tiempo de operación, el cono puede exhibir ranuras distribuidas en forma dispareja y similares en la superficie externa de las mismas, las cuales pueden crear desequilibrio y desgaste de los cojinetes de las cuchillas del rotor y el motor conectado con los mismos, y en segundo lugar, la sección de salida para la remoción de aire y material clasificado fino de la zona de clasificación está configurado como una flexión ordinaria de 90°, lo cual da como resultado una pérdida de fricción y por aquella razón un consumo más alto de energía en el suministro de aire final en el procedimiento de clasificación. Además, a medida que el diámetro más grande del cono de alimentación es más pequeño que el diámetro inferior de las cuchillas de rotor internas, el material se pondrá en contacto con las cuchillas de rotor y dará como resultado el desgaste de las mismas. Un aparato similar se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 2,968,401. Aquí, no existe ninguna tubería de suministro de aire dispuesta verticalmente dentro de la zona de clasificación, y el material que será clasificado es suministrado directamente a la zona de clasificación dispersado en un flujo de aire. La última construcción produce una baja eficiencia de clasificación a medida que el material fino es mezclado con el material no clasificado. Como con la primera construcción de la técnica anterior antes mencionada, el cono de alimentación está fijado a las cuchillas de rotor y co-giran con el mismo. Además, el único suministro radial de punto de material que será clasificado proporciona un deficiente grado de dispersión. Esta construcción, sin embargo, está provista con una salida con forma espiral para el material fino, la cual reduce la pérdida de fricción a medida que la fuerza centrífuga es convertida a energía cinética unidireccional. La Patente DE No. 920,704 describe un separador de partículas del tipo similar como el descrito anteriormente. Sin embargo, esta construcción representa una etapa anterior en el desarrollo de tales aparatos, y produce una deficiente eficiencia de clasificación, principalmente debido al pequeño volumen disponible para la clasificación. También en esta construcción, las cuchillas de rotor son sometidas a desgaste a medida que la alimentación de partícula se pone en contacto con las cuchillas directamente. La técnica anterior está considerada que está representada por la Patente de los Estados Unidos No. 4,528,091 , la cual es la construcción preferida en la utilización comercial, particularmente con respecto a la eficiencia de clasificación. La zona de clasificación está provista con 4 unidades de rotor distribuidas en un plano horizontal a una distancia mutua igual, y los rotores giran alrededor de un eje horizontal. Aquí, se proporciona un cono de alimentación fijo por abajo de los rotores. Una tubería de suministro verticalmente dispuesta para el material parcialmente clasificado, de la zona de clasificación secundaria, por abajo, dispersada en un flujo de aire está ubicada por atrás del cono de alimentación. La tubería de suministro exhibe una sección superior con forma de cono truncado y una sección inferior con forma cilindrica la cual termina por arriba de una zona de clasificación secundaria. . La zona de clasificación secundaria está suministrada con aire que fluye tangencialmente hacia la misma, y está provista con una unidad de rotor adicional dispuesta coaxialmente con el eje longitudinal del aparato principal. El material que será clasificado es suministrado a la zona de clasificación con un transportador de tornillo hacia la zona anular establecida por la cubierta interna del aparato y la superficie externa de la tubería de suministro. También, esta construcción tiene varias desventajas. En primer lugar, el suministro periférico de la alimentación del material da como resultado una deficiente dispersión del material en partículas en el aire, lo cual de nuevo da como resultado una eficiencia de clasificación inferior, y en segundo lugar la disposición de la zona de clasificación secundaria establecerá una zona fija (sin girar) en eje de rotación del aire y del material en partículas dispersado, lo cual reduce más la eficiencia de la clasificación. Por consiguiente, existe la necesidad en la técnica de un aparato el cual, además de una alta eficiencia de clasificación, proporcione un bajo costo de operación según comparado con las soluciones técnicas existentes.

Objeto El objeto de la presente invención es proporcionar un aparato del tipo descrito anteriormente, el cual evite las desventajas con respecto a las construcciones respectivas.

La invención El objeto anterior se logra con un aparato de acuerdo con la porción de caracterización de la reivindicación 1 . Otras modalidades preferidas aparecen en las reivindicaciones dependientes. La presente invención se refiere a un aparato del tipo de remolino de aire forzado para la clasificación de material en partícula en una porción fina y una porción gruesa, el aparato comprende: una sección superior, que tiene una forma de cono sustancialmente truncado y que comprende una rueda de separación que gira alrededor de un eje sustancialmente vertical, medios de entrada para aire y el material en partículas que será clasificado, y una primera salida de aire y material en partículas fino clasificado, y una sección inferior que tiene una forma de cono sustancialmente truncado y que comprende una segunda salida para material en partículas gruesa clasificado, y una entrada de aire secundaria, la sección inferior estando en comunicación de fluido con la sección superior y teniendo un diámetro superior mayor que el diámetro del extremo inferior de la sección superior. De acuerdo con la invención, el aparato comprende en combinación: una salida con forma de espiral para remover el material fino clasificado dispersado en le aire, una tubería de entrada para suministrar material en partículas dispersado en un flujo de aire, la tubería de entrada estando dispuesta con su eje longitudinal sustancial y verticalmente y dentro del alojamiento del aparato de clasificación y extendiéndose desde una distancia por abajo de la rueda de separación a través de la sección inferior del alojamiento del aparato de clasificación, un distribuidor de alimentación que tiene un extremo de punta dirigido hacia abajo y dispuesto sustancial y concéntricamente con la tubería de entrada y la rueda de separación, y opcionalmente conectado al extremo superior de la tubería de entrada a través de por lo menos dos elementos de conexión, tales como barras y similares, el distribuidor de alimentación está dimensionado y dispuesto a una distancia por abajo de la rueda de separación de tal manera que dirige la alimentación de material no clasificado más allá de la rueda de separación, y una zona de clasificación secundaria que comprende un alojamiento inferior con forma sustancialmente de embudo, la sección superior del cual exhibe una entrada de aire secundaria dispuesta tangencial a la circunferencia del alojamiento inferior para suministrar aire secundario en una dirección concurrentemente con la dirección de rotación de la rueda de separación. El clasificador de acuerdo con la invención provee una alta eficiencia de clasificación, gracias a su construcción: - La tubería de entrada sustancial y verticalmente dispuesta proporciona una buena dispersión de la alimentación en el suministro de aire, y no produce ninguna colisión entre la alimentación y la corriente gruesa clasificada, por consiguiente, la tubería de entrada da como resultado una eficiencia de clasificación alta; - la salida con forma de espiral de la fracción fina convierte el flujo de aire en circulación a un flujo recto sustancialmente turbulento, el cual reduce la pérdida de fricción que aparece con los accesorios de salida en la forma de una tubería recta o una flexión ordinaria, el suministro del aire secundario proporciona una alta eficiencia de clasificación separando cualquier material fino conectado al material grueso, el cual cae a través de la sección superior y después a través de la sección inferior, y - el cono de alimentación el cual está unido a la tubería de entrada, proporciona una distribución uniforme del material de alimentación alrededor del rotor, y una buena dispersión en el aire antes de iniciar la clasificación. Ya que el cono de alimentación es estático con respecto al rotor y a la alimentación de aire que contienen material no clasificado, se presentará muy poco desgaste en la superficie del cono de alimentación. Además, la disposición del distribuidor de alimentación con relación a la rueda de separación evita que las partículas que serán clasificadas choquen con la rueda de separación, estableciendo así una dispersión apropiada del material en partículas en la zona de clasificación y evitando el desgaste de la rueda de separación. A continuación, la invención será descrita con más detalle haciendo referencia a los dibujos, en los cuales: La Figura 1 es una vista esquemática que ilustra una modalidad del aparato de acuerdo con la invención en una sección transversal longitudinal. la Figura 2 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 1 , perpendicular al eje longitudinal del aparato de la salida con forma de espiral para aire y material grueso. La Figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea B-B de la Figura 1 , perpendicular al eje longitudinal del aparato de la zona de clasificación primaria, la Figura 4 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea C-C de la Figura 1 , perpendicular al eje longitudinal del aparato de la segunda entrada de aire, y la Figura 5 es un diagrama que ilustra la distribución de tamaño de partícula obtenida por la clasificación con un aparato de acuerdo con la invención y un aparato de la técnica anterior. De acuerdo con la Figura 1 , el material de alimentación entra al clasificador mezclado con el aire a través de la tubería vertical 106. Después, es distribuido dentro de la sección superior 101 del clasificador a través del distribuidor de alimentación 107. A medida que el material se acerca al rotor 111 , conectado vía una flecha 112 a los medios de impulsión (no mostrados), el material fino es capturado por el flujo de aire y viaja a través de las cuchillas de rotor 111 a y hacia la sección de salida 102 con forma de espiral vía la abertura 113 y deja al clasificador junto con la corriente de aire principal. En la Figura 1 , la cual muestra una modalidad preferida, el distribuidor de alimentación 107 está ilustrado como un cono dispuesto con su extremo de punta hacia abajo y con un diámetro de extremo superior ligeramente menor que el diámetro externo de la rueda de separación. El distribuidor de alimentación está dispuesto a una cierta distancia por abajo de la rueda de separación, de manera que un cono imaginario (no ilustrado) establecido como extensión del cono real 107 envuelve o por lo menos toca el extremo inferior de la rueda de separación. De esta manera, el material en partículas que será clasificado es dirigido cercanamente hacia la rueda de separación, pero evita que las partículas choquen con la rueda de separación. La forma y la disposición del distribuidor de alimentación depende, sin embargo, de la velocidad del aire y de la tolerancia de desgaste del material de distribuidor. Por consiguiente, un como de alimentación que tiene un diámetro relativamente más pequeño, tendrá que ser dispuesto a una distancia mayor por abajo de la rueda de separación, y un cono de alimentación teniendo el mismo diámetro como la rueda de separación, puede ser dispuesto muy cercanamente a la rueda de separación. Sin embargo, también son aconsejables otras formas: un cono que tenga una superficie longitudinalmente arqueada, la cual dirija el flujo más radialmente que un cono de la misma altura y diámetro que tiene una superficie plana. La última construcción permite que el distribuidor de alimentación sea dispuesto cerca de la rueda de separación. El material grueso es expulsado fuera del rotor 111 debido a las fuerzas centrífugas y cae a la zona de recolección de fracción gruesa 110, y además a la zona de descarga 103. Después la zona de recolección de fracción gruesa 110, el material es adicionalmente enjuagado de los granos finos a través de aire secundario 105, el cual entra a la sección inferior o cono de descarga 103, tangencialmente. La presencia de la tubería de suministro 106 en la entrada de aire secundaria 105 evita el establecimiento de una zona de aire fija, como se discute en la técnica anterior. Los granos finos removidos de la superficie de los granos gruesos entonces pueden ser atrapados en el área de rotor mediante el flujo de aire hacia arriba hacia la zona de clasificación primaria. La Figura 2 ilustra la salida 102 del aparato de clasificación tomada radialmente con respecto al eje longitudinal del aparato. La salida se comunica con la zona de clasificación primaria vía una abertura 113 en la sección inferior del alojamiento de salida 102 y la flecha del rotor o rueda de separación 111 está indicada en 112. A medida que el aire viene de la rueda de separación a través de la abertura 113, fluye a través de la zona de salida, aquí en una dirección de las manecillas del reloj, las fuerzas centrífugas gradualmente se convierten a un flujo delantero recto, reduciendo así la pérdida de fricción, la cual se experimenta en salidas configuradas como, por ejemplo una flexión de 90°. La Figura 3 ilustra la zona de clasificación primaria en una vista similar a la Figura 2, en donde el alojamiento superior está indicado en 101 , el rotor en 111 teniendo un número de cuchillas sustancial y radialmente dirigidas, y una flecha 112. La Figura 4 ilustra la zona de clasificación secundaria en una vista similar a las Figuras 2 y 3, en donde la entrada de aire secundaria está indicada en 105, unida tangencialmente a la periferia de la sección inferior 103. Ya que la tubería de entrada 106 para aire y material que será clasificado ocupa la porción central de la zona de clasificación secundaria, no existirá ninguna ocurrencia de un aire fijo de núcleo el cual pueda restringir el funcionamiento del clasificador.

Ejemplo El presente ejemplo está provisto con el fin de ilustrar la operación mejorada del aparato de acuerdo con la invención comparada con el aparato de la técnica anterior preferido, representado por la Patente de los Estados Unidos No. 4,528,091 , mencionado anteriormente, de aquí en adelante descrito como el sistema Alpine. El aparato respectivo fue utilizado para clasificar carburo de silicio en partículas. Los parámetros del procedimiento, los cuales se resumen en la tabla más adelante, fueron ajustados para obtener condiciones lo más parejas posibles, es decir cantidad igual de aire por área de abertura del rotor y la misma concentración de alimentación en la corriente de aire.

Parámetros Alpine Invención Velocidad de flujo de aire principal (m3/h) 45 340 Velocidad de alimentación (kg/h) 7 52 Diámetro del rotor (mm) 50 135 Velocidad de flujo de aire en m^/h por área de abertura de rotor en cm2 1.5 1 .5 Concentración de Alimentación en el aire (kg/m3) 0.15 0.15 La Figura 5 ilustra el resultado de la clasificación. A pesar de la muy baja de concentración de alimentación en el aire (0.15 kg/m3) durante la clasificación, la fracción gruesa clasificada en el aparato de la técnica anterior contiene un lote de granos finos, los cuales normalmente deben ser clasificados a la fracción fina. Sin embargo, el aparato de la presente da como resultado una distribución de tamaño de partícula estrecha, como es evidente en la figura. El resultado con respecto a la fracción fina es, sin embargo, igual en ambos aparatos. Para muchos fabricantes, particularmente productores de abrasivos, es de severa importancia que el material clasificado exhiba una distribución de tamaño de partícula estrecha. Una clasificación más eficiente también proporciona una capacidad superior y molienda eficiente de energía en sistemas de molienda que emplean clasificadores que trabajan en circuitos cerrados. Por consiguiente, la presente invención proporciona un aparato el cual da como resultado una clasificación más eficiente y un producto de calidad superior, y gracias a la disposición de la salida de fracción gruesa, la tubería de suministro y el aire secundario, la pérdida de fricción reducida proporciona una clasificación más eficiente en energía.

Claims (2)

REIVINDICACIONES

1 . Un aparato del tipo de remolino de aire forzado para la clasificación de material en partículas en una porción fina y una porción gruesa, el aparato comprende: una sección superior que tiene una forma de cono sustancialmente truncado y que comprende una rueda de separación girando alrededor de un eje sustancialmente vertical, medios de entrada para el aire y el material en partículas que será clasificado, y una primera salida para aire y material en partículas fino clasificado, y una sección inferior que tiene una forma de cono sustancialmente truncado y que comprende una segunda salida para material en partículas grueso clasificado, y una segunda entrada de aire, caracterizado porque el aparato en combinación comprende: una salida con forma de espiral para remover el material fino clasificado dispersado en el aire, una tubería de entrada para suministrar el material en partícula dispersado en el flujo de aire, la tubería de entrada estando dispuesta con su eje longitudinal sustancial y verticalmente y dentro del alojamiento del aparato de clasificación, y extendiéndose desde una distancia por abajo de la rueda de separación a través de la sección inferior del alojamiento del aparato de clasificación, un distribuidor de alimentación que tiene un extremo de punta dirigido hacia abajo y dispuesto sustancial y concéntricamente con la tubería de entrada y la rueda de separación, y opcionalmente conectado al extremo superior de la tubería de entrada a través de por lo menos dos elementos de conexión, tales como barras y similares, el distribuidor de alimentación está dimensionado y dispuesto a una distancia por abajo de la rueda de separación en una forma que dirige la alimentación del material no clasificado más allá de la rueda de separación, y una zona de clasificación secundaria que comprende un alojamiento inferior con forma de embudo, la sección superior del cual exhibe una entrada de aire secundaría dispuesta tangencial a la circunferencia del alojamiento inferior para suministrar aire secundario en una dirección concurrentemente con la dirección de rotación de la rueda de separación.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el distribuidor de alimentación 107 está configurado como un cono y tiene un diámetro más grande que es igual al diámetro externo de la rueda de separación 111 .