NO130383B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for pneumatisk sortering samt

pneumatisk sorterer for utførelse av fremgangsmåten.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for pneumatisk sortering av faste, findelte stoffer, hvorved stoffene som skal sorteres dispergeres på et primært dispergeringstrinn med en luftstrøm slik at det dannes en fraksjon som avsetter seg under tyngdekraftens innvirkning og en primær luftsuspensjon som separeres videre i et findelt produkt og et grovere mellomprodukt.

Oppfinnelsen vedrører dessuten en pneumatisk sorterer for utførelse av fremgangsmåten, omfattende et kammer, en luftsirk-ulasjons anordning for frembringelse av luftsirkulasjon, en anordning for tilførsel av materiale som skal sorteres, en primær dispergeringsanordning, en separeringsanordning samt en trakt for oppsamling av grovt produkt.

I praksis utføres pneumatisk sortering av findelte faste stoffer ordinært i sentrifugalsorterere. Den konvensjonelle sentrifugalsorterer har vertikal konstruksjon. Horisontale sentrifugalsorterere er også tidligere kjent. I de senere år har forbed-ringer av sentrifugalsorterere særlig vedrørt måter til å bedre deres separasjonsskarphet på. Det er gjort tallrike oppfinnelser i og for rensing av sandprodukter. for findelte bestanddeler som holdes tilbake i disse.

Bare ved grundig dispergering av de tilførte pulver kan man oppnå ren separering. Tilstrekkelig kraftig dispergering er såled-

es ufravikelig nødvendig for fullgod separering som man tar sikte på å oppnå ifølge oppfinnelsen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at det primære dispergeringstrinn utføres under anvendelse av ejektorprin-sippet, at separeringen av den primære suspensjon ut f ø-re-s--på— et sentrifugalsorteringstrinn i et horisontalt sentrifugalfelt høyere oppe enn det primære dispergeringstrinn, at det grovere mellomprodukt tilbakeføres inn i den primære luftsuspensjon eller fjernes som et- -S-epar-at... mellomgrovt_produkt_,__samt at__.f.r.aks.jone.n__s.Dm.„_av_-settes under tyngdekraftens innvirkning dispergeres på et andre dispergeringstrinn lavere nede enn den primære dispergering ved hjelp av en ønsket del av luftstrømmen for sortering slik at det dannes et endelig grovt produkt og en luftsuspensjon som inneholder mer findelt mellomprodukt som føres oppad inn i det horisontale sentrifugalfelt.

Sortereren ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved den primære dispergeringsanordning består av en horisontal sentrifugalsorterer som er anbrakt høyere enn ejektoren, at den sekundære dispergeringsanordning er anbrakt lavere enn ejektoren og at en luftstrøm er ført innad i denne fra luftsirkulasjonsanordningen samt at det finnes en syklon for oppsamling av det findelte produkt.

Selvom de to nevnte dispergeringstrinn for materialet som

skal sorteres skulle være tilstrekkelig for de fleste oppgaver,

er det klart at deres antall kan økes dersom det er ønskelig mens den beskrevne fremgangsmåte beholdes.

Sentrifugalsorteringstrinnet kan også utføres som en fler-trinnsprosess på slik måte at et foregående trinns suspensjon av findelt produkt utgjør tilførselssuspensjonen for et etterfølgende trinn som utføres i et likt horisontalt sentrifugalfelt som er plassert trinnvis i høyere stilling og som drives med trinnvis høy-ere g-verdi.

Den sekundære dispergeringsanordning består med fordel av en ej ektor.

For at sortereren i sin helhet skal være .utformet som en be-hendig og enkel enhet er det fordelaktig at den omfatter et til-bakeføringsrør som forbinder syklonen med luftsirkulasjonsanordningen, og at luftsirkulasjonsanordningen, den primære dispergeringsanordning, den sekundære dispergeringsanordning, sentrifugalsortereren, syklonen og tilbakeføringsrøret danner et sammenhengende system som arbeider i lukket krets.

Grunnkonstruksjonen og virkemåten for en pneumatisk sorterer som er konstruert ifølge oppfinnelsen vil bli beskrevet mer inn-gående i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende teg-ninger, hvori: Fig. 1 viser et skjematisk snitt av en sorterer, som med unntakelse av en vifte ikke har noen bevegelige deler. Fig. 2 viser et tilsvarende snitt av en sorterer av en annen

konstruksjon uten bevegelige deler.

Fig. 3 viser et likt snitt av en sorterer hvori det både i dispergeringsanordningen og i sentrifugalsortereren inngår en bevegelig del.

Som det sees i fig. 1 inngår det i sortereren et kasselikn-ende kammer 1, en tilførselsanordning 2 for pulvermaterialet som skal sorteres, en syklon 3 for oppsamling av de findelte produkter, en oppsamlingstrakt 4 for de grove sluttprodukter samt et luftrør 5 som. forbinder syklonen 3 med en vifte 6. En primær dispergeringsanordning 7 er plassert i sortererkammerets fremre øvre del og en sentrifugalsorterer 8 med horisontal - aksel oppå kammerets bakre del. Dispergeringsanordningen som sees i fig. 1 inneholder bare faststående deler, hvorav de vesentligste er luftinntakskanal 9, en inntakskanal 10 for materialet, samt en blandekanal 11 for luft og tilført materiale, og disse deler danner sammen en ejektor. Den primære dispergeringsanordning befinner seg tilnærmet på et refer-anseplan som angis av luftinntakskanalens 9 og materialinntakskana-lens 10 krysningslinje. Ejektoren åpner seg innad i et primært dispergeringsrom 12 som er utstyrt med en serie strømningslednings-plater 13. Luftkanalens 9 inntaksåpning er forsynt med et spjell lH med gangjern for strømningsregulering.

I apparaturen ifølge fig. 1 er sentrifugalsortereren 8 konstruert med bare•faststående deler hvorav de vesentligste er en vid inntaksåpning 15, en sirkulær utløpsåpning 16 for suspensjonen som bærer de findelte produkter med seg og en relativt smal, nedad-ledende utgangss-liss 17 for det grovere mellomprodukt. Åpningen 16 er tangentialt tilkoblet syklonens 3 øvre del.

I en sekundæar dispergeringsanordning 18 inngår det ifølge fig. 1 en luftkanal 19, en traktformet tilførselskanal 20, et se-kund, rt dispergeringsrom 21 og en strømningskanal 22 som leder direkte til sentrifugalsortereren 8. Som det sees er de primære og sekundære dispergeringsanordninger og de primære og sekundære dispergeringsrom tydelig atskilt.

Ifølge fig. 1 danner sortererkammeret 1, den primære dispergeringsanordning 7, sen sekundære dispergeringsanordning 18, sentrifugalsortereren 8, syklonen 3 for findelte produkter, f orbindelses-luftledningen 5 og viften 6 et sammenhengende system som arbeider i sluttet krets. Et forgreningsrør 23 som er tilkoblet hovedluftrøret 5, er forbundet med et ikke vist ytre støvfjerningssystem.

Sortereren som er vist i fig. 2 atskiller seg fra den ifølge fig. 1 bare på to måter. Til den primære dispergeringsanorsning 7 er det tilsluttet en serie faststående motgittere 24. Videre har sentrifugalsortereren nå totrinnskonstruksjon, og i denne inngår det en primær sentrifugalsorterer 8 og en mindre, sekundær sentrifugalsorterer 25- Utløpsåpningen 16 på sortereren 8 utgjør inn-taket til en inntakskanal 26 som mater sortereren 25- En sirkulær utløpsåpning 27 er nå tangentialt koblet til syklonen 3- En ned-adrettet utløpssliss 28 for de respektive mellomgrove produkter leder enten til det primære dispergeringsrom 12 eller til en atskilt oppsamlingstrakt (ikke vist).

Sortereren ifølge fig. 3 avviker fra de allerede beskrevne ved at dispergeringsanordningen 7 og sentrifugalsortereren 8 nå inneholder en bevegelig del hver. I fig. 3 er en dispergerings-trommel 29, som dreier om en horisontal aksel, plassert foran mun-ningen av den primære første dispergeringsanordning (den primære ejektor) 7- Trommelens periferi består av staver med lik deling. Trommelen dreies med ønsket hastighet ved hjelp av en ytre meka-nisme. Por å bedre dispergeringen ytterligere er det plassert et faststående gitter rett overfor trommelen 29.

Sentrifugalsortereren 8 som vises i fig. 3 illustrerer en mulig konstruksjonsmåte. Ifølge denne dreies en trommel 31 om en horisontal aksel med ønsket hastighet ved hjelp av en ytre meka-nisme. Trommelen er fortrinnsvis konstruert bare for størrelse-sorterende virkning, og den burde ikke forårsake- noen nevneverdig innad- eller utadrettet luftstrøm når bare den dreier. Istedenfor vanlige staver består trommelens periferi her av innbyrdes like ribber 32, som er atskilt fra hverandre og parallelle med trommelens aksel. For å frembringe den anbefalte nøytrale effekt danner hver ribbe fortrinnsvis en likebent vinkel i omdreiningsretningen.

Sorteringsapparaturen som er konstruert, ifølge prinsippene

ved den foreliggende oppfinnelse virker på følgende måte:

Under henvisning til fig. 1 innføres pulveret som skal sorteres gjennom tilførselsanordningen 2 i en av kanalen 10 fastsatt vinkel i den primære dispergeringsanordning 7, hvor pulveret kom-

mer med i den hurtige strømningslamell av luft som strømmer ut av kanalen 9 og blandes med luften i kanalen 11 i samsvar med prinsippene for ejektorens virkemåte. Den dispergerte luftsuspensjon utbres i det primære dispergeringsrom 12 i s.ortererkammeret. Den fraksjon av faste stoffer som blir tilbake i suspensjonen strømmer med høy hastighet og styrt av platene 13 gjennom inntaksåpningen 15 innad i sentrifugalsortereren 8 hvor de faste stoffer størrelse-sorteres ifølge kjente prinsipper, slik at de mest findelte stør-relsesfraksjoner følger mediet innad i syklonen 3, mens fraksjonene med grovere størrelse sammen med en viss mengde findelt materiale trer utad gjennom utløpsslissen 17 som et mellomgrovt produkt ned-

ad i det primære dispergeringsrom 12. De findelte stoffer som ennå finnes i det mellomgrove materiale har nå en ny sjanse til å gå tilbake til sortereren 8. Partiklene som ikke blir værende i suspensjonen synker nedad på grunn av tyngdens virkning innad i det traktformete rom 20. Disse partikler gjendispergeres av den sekundære dispergeringsanordning 18 som her likner en forenklet ejektor. Luft for denne ejektor tilføres gjennom de sekundære luftkanaler 19. Den resulterende dispersjon spres ut i det sekundære dispergeringsrom 21, hvorfra det suspenderte, findelte materiale følger mediet oppad gjennom kanalen 22 direkte innad i sentrifugalsortereren 8, mens det rensete grovprodukt synker nedad og samler seg i trakten 4. Det sorterte, findelte produkt skilles fra mediet i syklonen 3. Begge produkter trekkes kontinuerlig ut av apparaturen på vilkårlig egnet måte.

Mediet sammen med en del av det aller mest findelte støv ven-der tilbake fra syklonen 3 via røret 5 til viften 6 og videre i sluttet krets tilbake til den egentlige sorterer. Som vist i fig. 1 innføres tilførselsmaterialet som skal behandles her gjennom den åpne tilførselsanordning 2. I dette tilfelle hindres bakoverblåsing av en del støv gjennom tilførselsanordningen 2 ved at man trekker ut en andel av den sirkulerende luftstrøm som strømmer, ut av syklonen 3, til et ytre avstøvningssystem via forgreningsrøret 23. Dette fremkaller en liten innadrettet luftstrøm gjennom tilførs-' elsanordningen 2 sammen med det tilførte materiale. Dersom man an-vender et lukket tilførselssystem av vilkårlig, vanlig type (ikke vist) istedenfor det åpne, kan behovet for en ytre støvsamler eli-mineres.

Hovedprinsippene for virkningsmåten for den i fig. 2 viste sorterer er stort sett den samme som den som allerede er beskrevet. Faststående motgitter 24 anvendes for å effektivisere den primære dispergeringsanordnihgs 7 dispergerende virkning. Totrinns-sortereren medfører en helt enestående fremgangsmåte for størrelsessor-tering. Som vist utgjør suspensjonen, som kommer ut av sortereren 8 gjennom åpningen 16 som sådan og uten ytterligere forholdsregler, en veldispergert tilførselsdispersjon for den sekundære sentrifugalsorterer 25, hvori den innføres gjennom inntakskanalen 26. De gjensorterte stoffer følger med mediet gjennom åpningen 27 innad i syklonen 3 hvor de faste stoffer separeres fra mediet på allerede beskrevet måte. Det respektive grovere mellomprodukt går nedad gjennom kanalen 28 enten innad i det primære dispergeringsrom 12 eller til en trakt (ikke vist) for å tas ut som et separat produkt. Det er klart at sentrifugalsortereren kan inneholde vilkårlig antall trinn med" et strømnings forløp som beskrevet. Den store fordel med en slik anordning ér at resortering av den dispergerte suspensjon som er oppstått i en foregående sentrifugalenhet foregår i en etterfølgende sentrifugalenhet som arbeider med en vesentlig høyere g-verdi. Den høyere g-verdi frembringer man ved å redusere den etter-følgende sentrifugalenhets aktive volum sammenliknet med den foregående enhet ved å redusere dén aktive radius eller dens dybde i aksialretning eller begge.

I det alternativ som vises i fig. 3 treffer pulver-luftblan-dingen som strømmer, ut av ejektoren 7 dispergeringstrommelen 29

som dreier med ønsket hastighet. Trommelens dreining forårsaker kraftig mekanisk rivning og hurtigbevegende hvirvler som bedrer pulverets dispergering. Denne virkning kan intensiveres ytterligere ved hjelp av en serie faststående staver 'i motgitteret 30 som strømmene må støte' an mot. I sentrifugalsorteringsenheten som vises i fig. 3 bestemmes separeringsstørrelsen av den største stør-

reise på de partikler■som ennå kan følge med mediet gjennom mellom-rommene mellom ribbene i trommelen 31. Når grovere partikler treffer ribbenes ytre kanter, slynges de tilbake i rommet som omgir trommelen, hvorfra de strømmer ut sammen med de øvrige for store partikler gjennom kanalen 17 innad i det primære dispergeringsrom 12 slik det allerede er beskrevet.

Idet apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse er meget kompakt i størrelse, kan enhetene lettvint anordnes parallelt eller i serie. Por normale industrielle anvendelser skulle det ikke være nødvendig med mer enn to enheter i serie.

De reguleringsforanstaltninger som kreves for en gitt appa-ratur omfatter regulering av det totale luftvolum, fordeling av luftdelvolumene som anvendes til henholdsvis primær og sekundær dispergering samt regulering av omdreiningshastigheten for dispergeringstrommelen og sentrifugalsortererens trommel i de tilfeller slike inngår i apparatet.

Fremgangsmåten for pneumatisk sortering og tilsvarende pneumatisk sorterer ifølge den foreliggende oppfinnelse kan anvendes ved størrelsesortering av alle slike produkter som kan behandles i tidligere pneumatiske sorterere av vilkårlig vanlig type. Fremgangsmåten og apparaturen som er anført i denne beskrivelse burde være særlig egnet for fremstilling av ekstremt findelte produkter, såsom for eksempel såkalt supersement, fyllstoffer såsom talkum og kaolin som anvendes i papirindustrien, samt for hele det vide felt av produkter som går under betegnelsen mikropulver.

Evnen til sortereren ifølge den foreliggende oppfinnelse til

å kunne frembringe separeringer med uvanlige data fremgår av tabell 1 og 2, hvor det er gitt detaljerte data vedrørende forsøk som er utført i forsøksskala.

De data som er innført i tabell 1 ble oppnådd i en forsøks-anleggenhet stort sett av den type som fig. 1 viser. Sortererkammeret 1 hadde dimensjonene 75 cm (høyde) x 60 cm (bredde) x 20 cm (dybde). Sentrifugalsortererenheten 8 oppå kammeret hadde ca. 12 dm'' effektivt volum. Med unntakelse av viften 6 ble det ikke anvendt noen bevegelige deler.

Dataene angir at ved en eneste kjøring ble det som syklon-produkt oppnådd fra 400 opp til 1500 kg findelt produkt med fin-hetsgrad 95% mindre enn henholdsvis 36 og 46 mikron. Ved å kjøre de respektive grove produkter en gang til ble det oppnådd ytterligere findelt materiale slik tabellen viser. Det bør påpekes at nevnte separeringer ble oppnådd med bare 12 dm^ volum. Dessuten ble separeringene frembrakt med lavere energiforbruk enn noensinne meddelt fra tilsvarende tilfeller. Som det vil sees var støvmengden i suspensjonene som går til syklonen ytterst høye. Sifrene som angir de sirkulærende mengder viser at i praktiske operasjoner behøves det ikke mer enn to enheter i serie for separering i toppklasse.

De data som er angitt i tabell 2 ble oppnådd med et forsøks-anlegg som stort sett.tilsvarte fig. 2, imidlertid uten gitteret 24. Anlegget hadde samme dimensjoner som angitt ovenfor. Den sekundære sentrifugalsorterer 25 oppå sortereren 8 hadde ca. 6 dm^, effektivt volum. Det ble ikke anvendt noen bevegelige deler.

De respektive opplysninger i tabell 2 viser at i denne enhet leder behandling i ett eneste trinn til flere hundre kg findelt produkt med en finhetsgrad på ca. 95% finere enn 25 mikron og igjen med meget lave energiforbruksverdier. Det mellomgrove materiale fra sortereren 25 ble trukket ut som separate produkter. Respektive data finnes i tabell 2. Summering av "findelt produkt" og "mellomprodukt" gir rekken P + M' som representerer tilsvarende ett-trinns-sentrifugalbehandling som den som er gjengitt i tabell 1..1 noen henseender er. de tilsvarende data som er innført i tabell 2 enda bedre.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for pneumatisk sortering av faste, findelte stoffer, hvorved stoffene som skal sorteres dispergeres på et primært dispergeringstrinn med"en'luftstrøm-slik at det dannes en fraksjon som'avsetter seg under tyngdekraftens innvirkning og en primær luftsuspensjon som separeres videre i et findelt produkt og et grovere mellomprodukt, karakterisert ved at det primære dispergeringstrinn utføres under anvendelse av ej ektorprinsippet', at separeringen av den primære'suspens j on ut-føres på et sentrifugalsorteringstrinn i et horisontalt sentrifugalfelt høyere oppe enn det primære dispergeringstrinn, at det grovere mellomprodukt tilbakeføres inn i den-primære luftsuspensjon eller fjernes som et separat mellomgrovt produkt, samt at fraksjonen som avsettes under tyngdekraftens innvirkning dispergeres på et andre dispergeringstrinn lavere nede enn den primære dispergering ved hjelp av en ønsket del av luftstrømmen for sortering slik at det dannes et endelig grovt produkt og en luftsuspensjon som'inneholder mer findelt mellomprodukt som føres oppad inn i det horisontale sentrifugalfelt.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sentrifugalsorteringstrinnet gjennomføres i det minste som en totrinnsprosess på slik måte at suspensjonen'med findelt produkt fra et foregående trinn utgjør tilførseissuspensjon for et etterfølgende trinn som også gjennomføres i" et horisontalt sentrifugalfelt som er plassert høyere og som drives med høyere g-verdi.

3. Pneumatisk sorterer for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1 eller 2, omfattende et kammer (1), en luftsirkulasjons-anordning (6) for frembringelse av luftsirkulasjon, en anordning (2) for tilførsel av materiale som skal sorteres, en primær dispergeringsanordning (7), en separeringsanordning (8,25), en sekundær dispergeringsanordning (18) samt en trakt (4) for oppsamling av grovt produkt, karakterisert ved at den primære dispergeringsanordning består av en ejektor (7), at se- pareringsanordningen består av en horisontal sentrifugalsorterer som er anbrakt høyere enn ejektoren, at den sekundære dispergeringsanordning (18) er anbrakt lavere enn ejektoren og at en luft-strøm er ført innad i denne fra luftsirkulasjonsanordningen (6) samt at det finnes en syklon (3) for oppsamling av det findelte produkt.

4. Sorterer i samsvar med krav 3, karakterisert ved at ejektoren (7) består av en luftinntakskanal (9), en inntakskanal (10) for tilførselsmateriale samt en blandekanal (11) for tilførselsmateriale og luft, idet disse deler er faststående.

5. Sorterer i samsvar med krav 3»karakterisert ved at sentrifugalsortereren består av en horisontal sentri-fugalseriesorterer som omfatter en primær og en sekundær sentrifugalsorterer hvor i den primære sorterer fortsettelsen av de findelte produkters utløpskanal (16) danner en tilførselsinntakskanal (26) for den sekundære sorterer som har mindre effektivt volum enn den primære sorterer og er anbrakt høyere enn denne.

6. Sorterer i samsvar med et av kravene 3-5>karakterisert ved at den sekundære dispergeringsanordning (18) består av en ejektor.

7. Sorterer i samsvar med et av kravene 3-6, karakterisert ved at den omfatter et tilbakeføringsrør (5) som forbinder syklonen (3) med luftsirkulasjonsanordningen, og at luft-sirkulas jonsanordningen, den primære dispergeringsanordning (7)5 den sekundære dispergeringsanordning (18), sentrifugalsortereren (8,25)> syklonen (3) og tilbakeføringsrøret (5) danner et sammenhengende system som arbeider i lukket krets.