RU2067900C1

RU2067900C1 - Centrifugal apparatus for fractionation of loose materials

Info

Publication number: RU2067900C1
Authority: RU
Inventors: Александр Андреевич Нетребский
Original assignee: Александр Андреевич Нетребский
Priority date: 1990-06-06
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1996-10-20

Abstract

FIELD: separation of loose materials. SUBSTANCE: separation of material is effected in revolving screen drum by radial flows of air. Apparatus consists of drum made in form of cassettes 5, suction branch pipes 6 and fans 7. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области разделения тонкодисперсных порошков по крупности в газовом потоке и может быть использовано в пищевой, химической, радиоэлектронной, горной, абразивной промышленностях, а также в производстве ферритовых изделий, твердых топлив для реактивных двигателей, металлокерамике и т.п. The present invention relates to the field of separation of fine powders by size in a gas stream and can be used in food, chemical, electronic, mining, abrasive industries, as well as in the production of ferrite products, solid fuels for jet engines, cermets, etc.

Известны центробежные аппараты фракционирования сыпучих материалов. Конструктивно они состоят из следующих основных узлов: питателя; установленного под ним ротора, цилиндрическая поверхность которого выполнена из продольных круглых стержней; двух отсасывающих патрубков, сопряженных с торцами ротора; двух осевых вентиляторов, установленных в отсасывающих патрубках с возможностью противонаправленного по отношению к ротору вращения. Known centrifugal apparatus for fractionation of bulk materials. Structurally, they consist of the following main components: feeder; a rotor installed under it, the cylindrical surface of which is made of longitudinal round rods; two suction nozzles associated with the ends of the rotor; two axial fans installed in the suction nozzles with the possibility of anti-directional rotation relative to the rotor.

Известен центробежный аппарат для фракционирования сыпучих материалов, выбранный в качестве прототипа, включающий питатель; разделительный барабан, образованный двумя торцевыми кольцами, соединенными тремя рядами продольных стержней, расположенных в коаксиально-шахматном порядке; два отсасывающих патрубка, установленных жестко в торцевых кольцах и снабженных вентиляторами, противоположного по направленности потока действию; кожух охватывающий барабан с переменным по радиусу барабана зазором; отсекатель с возможностью выдвижения из кожуха; боковые разгрузочные щели, выполненные в нижней части кожуха. Known centrifugal apparatus for fractionation of bulk materials, selected as a prototype, including a feeder; a separation drum formed by two end rings connected by three rows of longitudinal rods arranged in a coaxial-staggered manner; two suction nozzles installed rigidly in the end rings and equipped with fans, the opposite direction of flow to the action; a casing enclosing the drum with a gap varying along the radius of the drum; cutter with the possibility of extension from the casing; lateral unloading slots made in the lower part of the casing.

К недостаткам известного устройства следует отнести: нетехнологичность конструкции, обусловленная трудностью сборки стержней в роторе и их оперативной замены; низкая точность фракционирования при разделении тонкодисперсных порошков по двум граничным диаметрам разделения. The disadvantages of the known device include: low-tech design, due to the difficulty of assembling the rods in the rotor and their rapid replacement; low fractionation accuracy when separating fine powders according to two boundary separation diameters.

Цель изобретения повышение качества фракционирования тонкодисперсных порошков и повышение технологичности устройства. The purpose of the invention is improving the quality of fractionation of fine powders and improving the manufacturability of the device.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен отражателем, расположенным с зазором над барабаном, при этом загрузочная щель выполнена со стороны верхней левой четверти барабана, а каждый стержень внешнего ряда выполнен с поперечным сечением в виде сегмента, хорда которого параллельна радиусу барабана. Продольные стержни собраны в кассетах, установленных с возможностью съема. This goal is achieved in that the apparatus is equipped with a reflector located with a gap above the drum, while the loading slit is made from the upper left quarter of the drum, and each core of the outer row is made with a cross section in the form of a segment whose chord is parallel to the radius of the drum. Longitudinal rods are assembled in cassettes installed with the possibility of removal.

Сущность заявляемого технического решения заключается в следующем. The essence of the proposed technical solution is as follows.

Одним из направлений в достижении высокоэффективного разделения тонкодисперсных материалов является разрушение агрегатов их частиц перед разделением, снижение концентрации твердого, а также диапазона крупности частиц в зоне разделения. One of the directions in achieving highly efficient separation of finely dispersed materials is the destruction of aggregates of their particles before separation, a decrease in the concentration of solid, as well as the range of particle size in the separation zone.

Подача исходного материала со стороны верхней левой части барабана позволяет подвергнуть его в процессе продвижения по кожуху к отражателю неоднократному ударному воздействию стержней. При этом уже начинается процесс разрушения агрегатов и происходит перемешивание исходного материала с циркулирующим, т. е. уже в левой четверти барабана начинается технологическая подготовка материала перед его направлением в зону разделения. The supply of the source material from the upper left part of the drum allows it to be subjected to repeated impact of the rods in the process of moving along the casing to the reflector. At the same time, the process of destruction of the aggregates is already beginning and mixing of the starting material with the circulating one, that is, already in the left quarter of the drum, the technological preparation of the material begins before it is sent to the separation zone.

Установка отражателя с зазором над барабаном позволяет направить объединенный материал по радиусу барабана под удар стержней и исключить аэродинамические завихрения в месте удара, что в сочетании с выполнением внешнего ряда стержней с поперечным сечением в виде сегмента, хорда которого параллельна радиусу барабана, позволяет максимально приблизить условия удара стержней по разделяемому материалу к условиям прямого центрального удара. The installation of a reflector with a gap above the drum allows directing the combined material along the radius of the drum under the impact of the rods and eliminates aerodynamic turbulence at the place of impact, which, combined with the execution of the outer row of rods with a cross section in the form of a segment whose chord is parallel to the radius of the drum, allows you to approximate the impact conditions rods on the shared material to the conditions of direct central impact.

Таким образом, принятые конструктивные решения обеспечивают максимум энергии удара, а следовательно разрушения агрегатов, минимум износа рабочей грани верхнего ряда стержней (отсутствие скользящего удара) и стабильности угла направления разделяемого материала в зону разделения. Последнее позволяет точно выбрать положение отсекателя, разделяющего материала по заданному верхнему граничному диаметру разделения. Thus, the adopted structural solutions provide maximum impact energy, and therefore destruction of aggregates, minimum wear of the working face of the upper row of rods (no sliding impact) and stability of the angle of direction of the material being separated into the separation zone. The latter allows you to accurately select the position of the cutter separating the material according to a given upper boundary diameter of the separation.

Сущность изобретения поясняется чертежом,
где:
на фиг. 1 общий вид аппарата;
на фиг. 2 вид А по фиг. 1.The invention is illustrated in the drawing,
Where:
in FIG. 1 general view of the apparatus;
in FIG. 2, view A of FIG. one.

Аппарат состоит из двух колец 1, которые расположены параллельно и опираются спицами 2 через подшипники 3 на вал 4; четырех сегментных кассет 5, установленных между кольцами 1 соосно; двух отсасывающих патрубков 6, закрепленных на внешних боковых поверхностях колец 1 соосно; вентиляторов 7, установленных взаимнообратно на валу 4; шкивов 8 и 9 приводов барабана и вентиляторов соответственно; кожуха 10 с отражателем 11; отсекателя 12; вибрационного питателя 13; приемных бункеров продуктов разделения 14 и 15. Вал 4 с подшипниками 16 установлен на раме (на фиг. 1 не показан). Кожух 10 с отражателем 11, расположенным с зазором над барабаном в его верхней левой четверти, охватывают, вращающийся по часовой стрелке барабан со стороны его верхней левой четверти и нижних левой и правой четвертей, с постоянным боковым зазором с торцов и изменяющимся радиальным зазором по образующей. В нижней части радиальнообразующей кожуха 10 имеются боковые разгрузочные щели 17. Ширина и длина щелей регулируются пластинами 18 посредством перемещения их по внешней поверхности кожуха 10 в направлении оси аппарата. The apparatus consists of two rings 1, which are located in parallel and are supported by spokes 2 through bearings 3 on the shaft 4; four segmented cartridges 5 mounted between the rings 1 coaxially; two suction nozzles 6 mounted on the outer side surfaces of the rings 1 coaxially; fans 7 mounted mutually on the shaft 4; pulleys 8 and 9 of the drum drives and fans, respectively; a casing 10 with a reflector 11; cutter 12; vibration feeder 13; receiving bins of separation products 14 and 15. A shaft 4 with bearings 16 is mounted on a frame (not shown in FIG. 1). The casing 10 with a reflector 11 located with a gap above the drum in its upper left quarter, cover a clockwise rotating drum from the side of its upper left quarter and lower left and right quarters, with a constant lateral clearance from the ends and a varying radial clearance along the generatrix. In the lower part of the radially forming casing 10 there are lateral unloading slots 17. The width and length of the slots are regulated by the plates 18 by moving them along the outer surface of the casing 10 in the direction of the axis of the apparatus.

Со стороны верхней левой четверти барабана выполнена загрузочная щель 19. From the upper left quarter of the drum, a loading slot 19 is made.

Сегментная кассета 5 является основным рабочим органом классификатора и состоит из двух одинаковых сегментов с центральным углом 90^oC. Сегменты соединены жестко между собой тремя рядами стержней 20, установленных коаксиально в шахматном порядке. Каждый стержень внешнего ряда выполнен с поперечным сечением в виде сегмента, хорда которого параллельна радиусу барабана.Segment cassette 5 is the main working body of the classifier and consists of two identical segments with a central angle of 90 ^o C. The segments are rigidly connected to each other by three rows of rods 20 mounted coaxially in a checkerboard pattern. Each core of the outer row is made with a cross section in the form of a segment whose chord is parallel to the radius of the drum.

Рабочий объем классификатора, ограниченный сегментными кассетами, кожухом с отсекателем и отражателем образуют зону разделения. The working volume of the classifier, limited by segmented cartridges, a casing with a cut-off and a reflector form a separation zone.

Аппарат работает следующим образом. Исходный продукт подается вибрационным питателем 13 через загрузочную щель 19 на стержни 20 вращающегося барабана. В результате ударного воздействия стержней 20 материал отбрасывается на кожух 10 по касательной и движется по последнему в направлении вращения ротора до отражателя 11. При этом начинается разрушение агрегатов и исходный материал перемешивается с циркулирующим в рабочем объеме аппарата продуктом. Отражатель 11 направляет исходный материал и циркулирующий на вращающийся ротор в вертикальной плоскости, проходящей через вал 4. The device operates as follows. The initial product is fed by a vibrating feeder 13 through the loading slot 19 to the rods 20 of the rotating drum. As a result of the impact of the rods 20, the material is thrown tangentially to the casing 10 and moves along the latter in the direction of rotation of the rotor to the reflector 11. At the same time, the aggregates are destroyed and the source material is mixed with the product circulating in the working volume of the apparatus. The reflector 11 directs the source material and circulating to the rotating rotor in a vertical plane passing through the shaft 4.

Направленный таким образом на барабан материал подвергается прямому удару граней сегмента верхнего ряда стержней. В результате удара происходит разрушение агрегатов и освободившиеся частицы отбрасываются в направлении вращения барабана, образуя в вертикальной плоскости веер. С увеличением расстояния от оси барабана на крупность частиц в веере увеличивается. Воздух, засасываемый вентилятором 7 в зону разделения, разворачивает веер в вертикальной плоскости. Частицы, траектории которых не пересекаются с отсекателем 12, аккумулируются за пределами зоны разделения в бункере крупного продукта 14. Частицы промежуточной крупности и мелкие направляются в зону разделения и под действием вращающихся стержней и засасываемого воздуха приобретают вращательное движение. При этом мелкие частицы захватываются вихрями и накапливаясь до критической концентрации, начинают двигаться во внутрь барабана в направлении стока, совпадающего с основным направлением воздушного потока. Из ротора мелкие частицы выводятся через патрубки 6 и осаждаются в системе аспирации и пылеулавливания (на фиг. 1 и 2 не показана). Thus directed to the drum, the material undergoes direct impact of the faces of the segment of the upper row of rods. As a result of the impact, the aggregates are destroyed and the released particles are discarded in the direction of rotation of the drum, forming a fan in the vertical plane. With increasing distance from the axis of the drum by the particle size in the fan increases. The air sucked in by the fan 7 into the separation zone unfolds the fan in a vertical plane. Particles whose trajectories do not intersect with cutter 12 are accumulated outside the separation zone in the hopper of the large product 14. Particles of intermediate size and small are sent to the separation zone and under the action of rotating rods and intake air acquire a rotational movement. In this case, small particles are captured by vortices and accumulate to a critical concentration, begin to move inward into the drum in the direction of flow, which coincides with the main direction of the air flow. Small particles are removed from the rotor through nozzles 6 and are deposited in an aspiration and dust collection system (not shown in FIGS. 1 and 2).

Промежуточный продукт, частично засоренный крупными и мелкими частицами, под действием центробежных сил отбрасываются на внутреннюю поверхность кожуха 10. Этот продукт передвигается по поверхности кожуха с меньшей скоростью и подвергается неоднократному агитационному воздействию стержней. Часть промежуточного продукта подается отражателем 11 в место загрузки исходного, а часть разгружается в боковые разгрузочные щели 17, образуя промежуточный продукт. Соотношение между промежуточным продуктом, возвращаемым в циркуляцию и разгружаемым регулируется изменением сечения разгрузочных щелей 17. An intermediate product, partially clogged by large and small particles, is discarded under the action of centrifugal forces on the inner surface of the casing 10. This product moves along the surface of the casing at a lower speed and is subjected to repeated propaganda action of the rods. Part of the intermediate product is supplied by the reflector 11 to the source loading point, and part is unloaded into the side discharge slots 17, forming an intermediate product. The ratio between the intermediate product returned to the circulation and unloaded is regulated by changing the cross section of the discharge slots 17.

Регулировка работы аппарата производится изменением скорости вращения барабана, расхода воздуха через него (скорости вращения вентиляторов), положения отсекателя в вертикальной и горизонтальной плоскостях, сечением разгрузочных щелей. The operation of the apparatus is adjusted by changing the speed of rotation of the drum, the air flow through it (speed of rotation of the fans), the position of the cutter in the vertical and horizontal planes, and the cross-section of the discharge slots.

При использовании центробежного аппарата достигается высокое качество фракционирования материала по тонким классам крупности. When using a centrifugal apparatus, high quality fractionation of the material into thin fineness classes is achieved.

Проверка заявляемого технического решения проводилась в условиях опытно-производственного участка Отраслевой научно-исследовательской лаборатории композиционных материалов на аппарате со следующими конструктивными и технологическими параметрами. Verification of the proposed technical solution was carried out in the conditions of a pilot production site of the Branch Research Laboratory of Composite Materials on an apparatus with the following structural and technological parameters.

Диаметр барабана, мм 230
Внутренний диаметр отсасывающих патрубков, мм 190
Ширина барабана, мм 220
Ширина отсасывающих патрубков, мм 50
Диаметр стержней, мм 10
Высота рабочей грани верхнего ряда стержней, мм 8
Шаг стержней, мм 30
Число оборотов барабана, мин^-1 1200-1800
Число оборотов вентиляторов, мин^-1 3000-4000
Подача исходного материала в аппарат производилась в четвертом квадрате барабана. Опыты проводились на синтетическом рубине крупностью 63.0 мкм. Качество фракционирования, рассчитанное по методу Ханкока-Луйкена, по классам крупности 20 и 10 мкм по сравнению с прототипом увеличилось соответственно на 18 и 12%
Полученные результаты свидетельствуют о достижении поставленной цели изобретения.Drum Diameter, mm 230
The internal diameter of the suction nozzles, mm 190
Drum Width, mm 220
Width of the suction nozzles, mm 50
The diameter of the rods, mm 10
The height of the working face of the upper row of rods, mm 8
Rod pitch, mm 30
The number of revolutions of the drum, min ^-1 1200-1800
The number of fan revolutions, min ^-1 3000-4000
The supply of source material to the apparatus was carried out in the fourth square of the drum. The experiments were carried out on a synthetic ruby with a particle size of 63.0 μm. The fractionation quality calculated according to the Hankok-Luiken method, according to particle size classes of 20 and 10 microns compared to the prototype increased by 18 and 12%, respectively
The results obtained indicate the achievement of the goal of the invention.

Claims

1. A centrifugal apparatus for fractionation of bulk materials, including a rotatably mounted drum with a surface from rods arranged in several rows along the drum forming, a feeder located above the drum, a casing covering the drum with a longitudinal loading slot and side discharge slots made therein, a cutter, installed with the possibility of movement in the lower part of the casing, nozzles for exhausting air and small fractions located at the end of the drum, characterized in that, with the aim of ysheniya fractionation quality fine powders, the apparatus is provided with a reflector arranged above the drum with a gap, wherein the slit of the boot is formed by the upper left quadrant of the drum, and each rod of the outer row is formed with a cross section in the form of a segment, the chord of which is parallel to the radius of the drum.

2. The apparatus according to p. 1, characterized in that, in order to improve the manufacturability of the device, the longitudinal rods are collected in cassettes installed with the possibility of removal.