RU2019315C1

RU2019315C1 - Pneumatic classifier

Info

Publication number: RU2019315C1
Authority: RU
Inventors: Н.И. Герцен
Original assignee: Малая инновационная фирма "Реал-Воир"
Priority date: 1992-02-24
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: pneumatic classification of friable materials. SUBSTANCE: pneumatic classifier comprises vertical round casing 1 accommodating overflow elements 6 and 7 in the form of coaxial cones and inverted hollow truncated cones. Installed coaxially in the casing is shaft 9 which carries scrapers 10, 11 for cleaning overflow elements 6, 7 of hanging and stuck material. Each underlying scraper is offset from the overlying one through an angle of α=600dn = 600d where d - casing diameter. The shaft speed is determined by the formula n < 0.05d. The feedstock is delivered through pipe 2 onto elements 6, 7, is uniformly distributed in the casing 1 and blown intensively by the ascending flow discharged from pipe 3. Coarse particles fall out through pipe 4 while the fine ones are carried away through pipe 5. Scrapers 10, 11 prevent hanging of material on overflow elements 6, 7 so that they stay constantly clean. Aggregations of stuck particles moving over elements 6, 7 strike repeatedly their clean and stiff surface and get destroyed. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к пневматической классификации сыпучих материалов в восходящем потоке воздуха и может найти применение для разделения материалов на два продукта разной крупности в горной, химической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности. The invention relates to pneumatic classification of bulk materials in an upward flow of air and can find application for the separation of materials into two products of different sizes in the mining, chemical, metallurgical, construction and other industries.

Известен пневматический классификатор, включающий вытянутый по вертикали корпус, патрубки для подачи исходного материала и воздуха и отвода готовых продуктов и размещенные внутри корпуса пересыпные элементы [1]. Недостатком известного классификатора является низкая эффективность классификации увлажненного (с влажностью 2-5%) и склонного к налипанию материала. Known pneumatic classifier, including a vertically elongated housing, nozzles for supplying source material and air and the removal of finished products and placed inside the housing of the bulk elements [1]. A disadvantage of the known classifier is the low classification efficiency of moistened (with a moisture content of 2-5%) and prone to sticking material.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гравитационный пневматический классификатор, включающий вытянутый по вертикали корпус, патрубки для подачи исходного материала и воздуха и отвода готовых продуктов и пересыпные элементы, выполненные в виде прямоугольных подпружиненных полок [2]. В этом классификаторе зависание увлажненного и склонного к налипанию материала значительно меньше, однако полностью оно не исключено. Зависание и налипание материала на подпружиненной полке начинается с отдельных небольших участков, своеобразных пятен, из-за попадания на полку частиц материала с повышенной влажностью, а также в результате неравномерной подачи материала в классификатор и уменьшения при этом амплитуды колебаний подпружиненной полки. Площадь с зависшим и налипшим материалом на разных полках в начальный период различна: на одних она больше, на других - меньше. На участках полок с зависшим материалом из-за большей шероховатости поверхности истечение материала ухудшается и его основной поток начинает истекать с чистых участков поверхности полок. В результате концентрации потока материала, истекающего с чистых поверхностей полок, резко нарушается равномерность его распределения в сечении классификатора и в целом снижается эффективность классификации. The closest in technical essence and the achieved result is a gravity pneumatic classifier, including a vertically elongated case, nozzles for supplying source material and air and exhausting finished products and overflow elements made in the form of rectangular spring-loaded shelves [2]. In this classifier, the hanging of moistened and prone to sticking material is much less, but it is not completely excluded. Hanging and sticking of material on a spring-loaded shelf begins with separate small sections, peculiar spots, due to the presence of particles of material with high humidity getting on the shelf, as well as as a result of uneven supply of material into the classifier and, at the same time, reducing the vibration amplitude of the spring-loaded shelf. The area with hanging and adhering material on different shelves in the initial period is different: on some it is larger, on others - less. In sections of shelves with stuck material, due to a greater surface roughness, the outflow of material deteriorates and its main flow begins to flow from clean sections of the surface of the shelves. As a result of the concentration of the flow of material flowing from the clean surfaces of the shelves, the uniformity of its distribution in the cross section of the classifier is sharply violated and the classification efficiency is generally reduced.

В последующем происходит постепенное зарастание полок зависшим и налипшим материалом вокруг описанных выше пятен, при этом шероховатость их поверхности становится неравномерной, также приводящей к неравномерности истечения материала с различных участков полок и снижению эффективности классификации. Subsequently, a gradual overgrowing of the shelves by hanging and adhering material around the spots described above takes place, while the surface roughness becomes uneven, which also leads to uneven outflow of material from different sections of the shelves and a decrease in the classification efficiency.

При классификации увлажненного материала агрегаты из слипшихся частиц, ударяясь о чистую жесткую или подпружиненную поверхность полок, разрушаются на свободные частицы, которые и подвергаются классификации. При зависании и налипании материала на полках образуется своеобразная подушка из налипшего материала, препятствующая разрушению агрегатов из слипшихся мелких частиц, поэтому эти слипшиеся мелкие частицы попадают в крупный продукт. In the classification of wetted material, aggregates of sticking particles, hitting a clean hard or spring-loaded surface of the shelves, are destroyed by free particles, which are classified. When the material hangs and sticks to the shelves, a peculiar cushion of sticking material is formed, which prevents the destruction of aggregates from sticking together small particles, so these sticking together small particles get into a large product.

Таким образом, очистка полок от зависшего и налипшего материала путем их подпружинивания, как это пpедусмотрено в устройстве прототипа, при классификации увлажненного материала является недостаточной, а это снижает эффективность классификации. Thus, cleaning shelves from stuck and adhering material by springing them, as described in the device of the prototype, when classifying wetted material is insufficient, and this reduces the efficiency of classification.

Целью изобретения является повышение эффективности классификации увлажненного материала за счет исключения зависания и налипания материала на пересыпных элементах. The aim of the invention is to increase the classification efficiency of wetted material by eliminating the hang and sticking of the material on the bulk elements.

Поставленная цель достигается тем, что в пневмоклассификаторе, включающем вытянутый по вертикали корпус, патрубки для подачи исходного материала и воздуха и отвода готовых продуктов и размещенные внутри корпуса пересыпные элементы, согласно изобретению, корпус пневмоклассификатора выполнен в поперечном сечении в виде окружности, пересыпные элементы выполнены в виде чередующихся концентрических и соосных с корпусом конусов и опрокинутых усеченных конусов, а по оси корпуса установлен дополнительный вал с закрепленными на нем дополнительными скребками, повторяющими форму образующих линий поверхности пересыпных элементов и прилегающими к ним, при этом частота вращения дополнительного вала устанавливается исходя из выражения n < 0,05d, а каждый нижележащий скребок сдвинут по отношению к вышележащему скребку по ходу их вращения на угол
α= 600 ˙d ˙n, где n - частота вращения дополнительного вала, с^-1;
d - внутренний диаметр корпуса пневмоклассификатора, м;
α - угол в горизонтальной плоскости между смежными скребками, град.This goal is achieved by the fact that in the pneumatic classifier, including a vertically elongated housing, nozzles for supplying the source material and air and exhausting the finished products and the filling elements placed inside the housing, according to the invention, the pneumatic classifier housing is made in cross section in the form of a circle, the filling elements are made in in the form of alternating concentric cones and tilted cones with the body and overturned truncated cones, and an additional shaft with mounted on it will be installed along the axis of the body solid scrapers that repeat the shape of the generating lines of the surface of the bulk elements and adjacent to them, while the rotation frequency of the additional shaft is set based on the expression n <0.05d, and each underlying scraper is shifted in relation to the overlying scraper in the direction of their overcoming scraper
α = 600 ˙d ˙n, where n is the rotation frequency of the additional shaft, s ^-1 ;
d is the inner diameter of the pneumatic classifier housing, m;
α is the angle in the horizontal plane between adjacent scrapers, deg.

Совокупность новых признаков в предложенном устройстве приводит к появлению нового качества - возможности надежной, стабильной и эффективной классификации увлажненного материала. The combination of new features in the proposed device leads to the emergence of a new quality - the possibility of reliable, stable and effective classification of wetted material.

На фиг.1 изображен пневмоклассификатор, вертикальный разрез; на фиг.2 - элементы конструкции классификатора в разрезе; на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2. Figure 1 shows the pneumatic classifier, a vertical section; figure 2 - structural elements of the classifier in the context; figure 3 is a section along aa in figure 2.

Пневмоклассификатор содержит корпус 1, выполненный в поперечном сечении в виде окружности, присоединенный к корпусу патрубок 2 подачи исходного материала, патрубок 3 подвода воздуха, патрубок 4 отвода крупного продукта и патрубок 5 отвода мелкого продукта. Внутри корпуса установлены пересыпные элементы 6, 7. Пересыпные элементы 6 выполнены в виде конусов, установленных на спицах 8, а пересыпные элементы 7 - в виде перевернутых усеченных конусов, прикрепленных непосредственно к корпусу. В вершинах конусов пересыпных элементов 6 выполнены отверстия. По оси корпуса и пересыпных элементов установлен вал 9. К валу жестко прикреплены скребки 10, 11. Рабочая часть скребков прилегает к поверхности пересыпных элементов и поэтому повторяет форму образующих их линий. Скребки выполняются, например, в виде узких (в плане) металлических (или неметаллических) пластин. Такое выполнение весьма незначительно уменьшает площадь пересыпных элементов (фиг.3) и поэтому не вносит серьезных возмущающих воздействий в процесс классификации руды. Дополнительный вал 9 приводится во вращение приводом 12. The pneumatic classifier comprises a housing 1 made in cross section in the form of a circle, a pipe 2 for supplying the source material, a pipe 3 for supplying air, a pipe 4 for discharging a large product and a pipe 5 for discharging a small product attached to the body. Overflow elements 6, 7 are installed inside the case. Overflow elements 6 are made in the form of cones mounted on spokes 8, and overflow elements 7 are in the form of inverted truncated cones attached directly to the case. Holes are made in the tops of the cones of the overflow elements 6. A shaft 9 is installed along the axis of the housing and the filling elements. Scrapers 10, 11 are rigidly attached to the shaft. The working part of the scrapers is adjacent to the surface of the filling elements and therefore repeats the shape of the lines forming them. Scrapers are made, for example, in the form of narrow (in plan) metal (or non-metal) plates. This embodiment very slightly reduces the area of the bulk elements (figure 3) and therefore does not introduce serious disturbing effects in the ore classification process. The additional shaft 9 is driven by a drive 12.

Пневмоклассификатор работает следующим образом. Pneumatic classifier works as follows.

Исходный материал через загрузочный патрубок 2 поступает в корпус 1 на пересыпные элементы 6, 7. На пересыпных элементах, выполненных в виде конусов и перевернутых усеченных конусов, поток материала распределяется равномерно по всему сечению классификатора и интенсивно продувается восходящим потоком воздуха, поступающим через патрубок 3. Крупные фракции материала выпадают через патрубок 4, а мелкие уносятся вместе с отработанным воздухом через патрубок 5. Вращающиеся скребки 11, 12, закрепленные на валу 9, не допускают зависания материала на пересыпных элементах 6, 7. Поэтому поверхность пересыпных элементов во время работы постоянно остается чистой. Это позволяет улучшить эффективность классификации увлажненного материала. Агрегаты из слипшихся частиц, пересыпаясь по пересыпным элементам, многократно ударяются о чистую и поэтому жесткую поверхность этих элементов и разрушаются на свободные частицы. Мелкие из этих частиц выносятся с воздухом в патрубок 5, а крупные выпадают через патрубок 4. В результате эффективность классификации увлажненного материала увеличивается. The source material through the loading pipe 2 enters the housing 1 to the filling elements 6, 7. On the filling elements made in the form of cones and inverted truncated cones, the material flow is distributed evenly over the entire cross-section of the classifier and is intensively blown upward by air flowing through the pipe 3. Large fractions of the material fall out through the pipe 4, and small fractions are carried away along with the exhaust air through the pipe 5. Rotating scrapers 11, 12, mounted on the shaft 9, do not allow the material to hang on eresypnyh elements 6, 7. Therefore, the surface and mixing element during operation remains permanently clean. This allows you to improve the classification efficiency of wetted material. Units of stuck together particles, pouring over the bulk elements, repeatedly hit the clean and therefore hard surface of these elements and are destroyed by free particles. Small of these particles are carried out with air into the nozzle 5, and large ones fall out through the nozzle 4. As a result, the classification efficiency of the moistened material increases.

При классификации материалов, склонных к налипанию, на валу могут быть размещены также дополнительные скребки, очищающие внутреннюю поверхность стенок корпуса классификатора. Чтобы вращающиеся скребки не нарушили стабилизировавшегося равномерного распределения материала в классификаторе, линейная скорость их перемещения должна быть не менее чем на порядок меньше скорости движения частиц материала по поверхности пересыпных элементов. In the classification of materials prone to sticking, additional scrapers can also be placed on the shaft to clean the inner surface of the walls of the classifier housing. So that the rotating scrapers do not violate the stabilized uniform distribution of the material in the classifier, the linear speed of their movement should be no less than an order of magnitude lower than the speed of movement of the material particles on the surface of the bulk elements.

Скорость частиц материала по поверхности пересыпных элементов классификатора составляет в среднем 0,15 м/с, поэтому линейная скорость любой точки скребка не должна превышать 0,015 м/с. The speed of material particles on the surface of the overflow elements of the classifier averages 0.15 m / s, therefore the linear velocity of any point of the scraper should not exceed 0.015 m / s.

С учетом изложенного частота вращения вала связана с линейной скоростью скребка зависимостью
n <

<

< 0.05·d , где n - частота вращения вала, с^-1;
v - скорость движения частиц по поверхности пересыпного элемента, м/с;
d - внутренний диаметр корпуса классификатора, соответствующий расстоянию от вала до наиболее удаленной точки скребка, м.In view of the foregoing, the shaft rotation frequency is related to the linear speed of the scraper by the dependence
n <

<

<0.05 · d, where n is the shaft rotation frequency, s ^-1 ;
v is the particle velocity along the surface of the bulk element, m / s;
d is the inner diameter of the classifier housing, corresponding to the distance from the shaft to the most remote point of the scraper, m

Указанные режимные параметры вращения вала с закрепленными на нем скребками позволяют эффективно очищать поверхность пересыпных элементов от зависшего и налипшего материала и при этом оказывать лишь минимальное отрицательное воздействие на его распределение в сечении классификатора. Это минимальное отрицательное воздействие проявляется в том, что впереди скребка по ходу его вращения, несмотря на небольшую скорость его перемещения по сравнению со скоростью движения материала по поверхности пересыпных элементов, образуется небольшая зона 13 повышенной концентрации материала, а сзади скребка - небольшая зона 14 пониженной концентрации материала, что несколько нарушает равномерность распределения материала в сечении классификатора. Поэтому для обеспечения более равномерного распределения материала каждый нижележащий скребок сдвинут по отношению к вышележащему на угол αпо ходу их вращения. Благодаря такому расположению скребков материала из зоны повышенной концентрации верхнего скребка пересыпается в зону пониженной концентрации нижнего скребка. В результате равномерность распределения материала в сечении классификатора улучшается. The specified operating parameters of the shaft rotation with scrapers fixed on it allow to efficiently clean the surface of the bulk elements from freezing and adhering material and at the same time have only a minimal negative effect on its distribution in the cross-section of the classifier. This minimal negative effect manifests itself in the fact that in front of the scraper in the direction of its rotation, despite the small speed of its movement compared to the speed of movement of the material on the surface of the bulk elements, a small zone 13 of increased material concentration is formed, and behind the scraper there is a small zone 14 of low concentration material, which somewhat violates the uniform distribution of material in the section of the classifier. Therefore, to ensure a more uniform distribution of the material, each underlying scraper is shifted relative to the overlying angle α in the direction of their rotation. Due to this arrangement of material scrapers from the zone of increased concentration of the upper scraper, it is poured into the zone of low concentration of the lower scraper. As a result, the uniformity of the distribution of material in the cross section of the classifier is improved.

Угол α между смежными по высоте скребками определяется из выражения
α =

,
(1) где t₁ - время движения частицы материала по поверхности пересыпного элемента, с;
t₂ - время одного полного оборота скребка, с.The angle α between the scrapers adjacent in height is determined from the expression
α =

,
(1) where t ₁ is the time of movement of a particle of material on the surface of the bulk element, s;
t ₂ - the time of one full turn of the scraper, s.

t₁=

,
(2) где b - ширина поверхности пересыпного элемента, по которой перемещается частица материала, м.t ₁ =

,
(2) where b is the width of the surface of the bulk element along which a particle of material moves, m.

В оптимальном режиме классификации имеем
b = 0,25˙d . (3)
Также имеем
t₂=

.In the optimal classification mode, we have
b = 0.25˙d. (3)
Also have
t ₂ =

.

(4)
Подставив (2), (3), (4) в (1), получим
α =

=

=600·d·n (град.)
Таким образом, введение в классификатор в соответствии с изобретением дополнительных скребков, а также обоснование таких основных технологических параметров, как скорость их вращения и угол между ними, позволяет эффективно и без отрицательных последствий на степень равномерности распределения материала в классификаторе очищать поверхность пересыпных элементов от зависшего и налипшего материала и за счет этого повысить эффективность классификации увлажненного материала.(4)
Substituting (2), (3), (4) into (1), we obtain
α =

=

= 600 · d · n (degrees)
Thus, the introduction into the classifier in accordance with the invention of additional scrapers, as well as the justification of such basic technological parameters as the speed of rotation and the angle between them, allows you to effectively and without negative consequences on the uniformity of the distribution of material in the classifier to clean the surface of the bulk elements from freezing and adhering material and thereby increase the classification efficiency of wetted material.

Предлагаемый пневмоклассификатор может найти достаточно широкое применение, например, в калийной промышленности для разделения и обеспыливания склонных к налипанию калийной руды и готового продукта - хлористого калия. Обеспечивая удовлетворительную эффективность классификации, предлагаемое изобретение может заменить классификаторы с термической подсушкой материала, что позволит снизить затраты на классификацию и сэкономить дефицитные и дорогие нефтепродукты. The proposed pneumatic classifier can find quite wide application, for example, in the potash industry for the separation and dust removal of prone to sticking potash ore and the finished product - potassium chloride. Providing satisfactory classification efficiency, the present invention can replace classifiers with thermal drying of the material, which will reduce the costs of classification and save scarce and expensive oil products.

Claims

PNEUMATIC CLASSIFICATOR, including a vertical casing, nozzles for supplying source material and air and exhausting finished products and capping elements placed in the casing, characterized in that the casing is made in cross section in the form of a circle, the capping elements are in the form of alternating concentric and coaxial cones with the casing and hollow truncated cones located with a large base upward, while along the body axis there is a shaft with scrapers fixed on it, repeating the shape of the generating lines of the surface of the bulk elements and adjacent to them, while the shaft rotation frequency is set from the expression n <0.05 s ^-1 , and each underlying scraper is shifted relative to the overlying scraper in the direction of rotation by an angle α = 600 dn, where d is the inner diameter of the housing , m