RU2104100C1

RU2104100C1 - Centrifugal classificator

Info

Publication number: RU2104100C1
Application number: RU93002982A
Authority: RU
Inventors: Николай Федорович Феофанов
Original assignee: Николай Федорович Феофанов
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1993-01-18
Publication date: 1998-02-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: this is used for classification of non-metal ore materials (talc, mica, graphite, ochre) and in various other fields of economy. Centrifugal classificator has body, shaft installed in body which carries disk with blades in upper part and tapered deflector in lower part, distributor in the form of truncated cone with feeding pipe built in its upper small base, device for inlet and outlet of air and discharge of separated fractions. Classificator is provided with adjusting scoop-type guiding device located in lower part of feeding pipe. Blades of disk are installed at incline in horizontal plane as to disk radius in direction of disk rotation or opposite to it. EFFECT: high efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике классификации сыпучих материалов и может быть применено к промышленности строительных материалов и в других отраслях народного хозяйства. The invention relates to techniques for the classification of bulk materials and can be applied to the construction materials industry and in other sectors of the economy.

Известен центробежно-противоточный сепаратор, включающий корпус с патрубками подачи первичного и вторичного воздуха и вывода тонкодисперсной фракции и течками подачи исходного материала и сброса крупки, размещенный в корпусе ротор с радиальными лопатками и т.д. [1]. Known centrifugal countercurrent separator, comprising a housing with nozzles for supplying primary and secondary air and the output of the finely dispersed fraction and estrus supply of raw material and discharge of grains, a rotor with radial blades placed in the housing, etc. [1].

Роторы с радиальными лопатками имеют также сепараторы фирмы "Полизиус", "Стюрвант", "Фивлилькай" и др. Недостатком этих всех сепараторов является то, что при классификации сыпучих материалов частицы, ударяясь вместе с воздушным потоком о лопатки, движутся в разные стороны хаотично, т.е. не строго направлено, что влияет как на качество разделения материала, так и на производительность сепаратора. Separators of the Polisius, Sturvant, Fivlilkai, and other separators also have rotors with radial blades. The disadvantage of all of these separators is that when classifying bulk materials, the particles hit randomly along with the air flow on the blades, those. not strictly directed, which affects both the quality of the separation of the material and the performance of the separator.

Самым близким по сущности является принятый за прототип центробежный сепаратор, содержащий корпус, вал с закрепленным на нем диском с лопатками, распределитель в виде усеченного конуса, в верхнее малое основание которого вмонтирована вертикальная питающая труба, в верхней части которой установлены направляющие лопасти, а диск в нижней части имеет конический отражатель, позволяющий с меньшими материальными и энергетическими затратами получать продукт таких материалов, как каолин, графит, тальк и др. [2]. The closest in essence is the centrifugal separator adopted for the prototype, comprising a housing, a shaft with a disk with blades fixed to it, a distributor in the form of a truncated cone, in the upper small base of which a vertical feed pipe is mounted, in the upper part of which guide vanes are mounted, and the disk in the lower part has a conical reflector, which allows to obtain a product of materials such as kaolin, graphite, talc and others with less material and energy costs [2].

Цель изобретения - улучшение качества готового продукта с увеличением производительности за счет строго направленного пылевоздушного потока в зоне разделения частиц на две фракции. The purpose of the invention is to improve the quality of the finished product with an increase in productivity due to strictly directed dusty air flow in the zone of separation of particles into two fractions.

Поставленная цель достигается тем, что классификатор снабжен расположенным в нижней части питающей трубы регулировочным лопаточным направляющим приспособлением, при этом лопасти диска установлены с наклоном в горизонтальной плоскости к радиусу диска по направлению вращения диска или против. This goal is achieved by the fact that the classifier is equipped with an adjustable blade guide device located at the bottom of the supply pipe, while the blade vanes are installed with an inclination in the horizontal plane to the radius of the disk in the direction of rotation of the disk or against.

Недостатком сепаратора [2] является то, что при классификации сыпучих материалов с получением готового продукта, например каолина, с остатком на сетке N 0140 не более 0,005 % затрачивается большое количество энергии на сообщение частицам вихревого направления движения за счет того, что лопаточные направляющие расположены в верхней части питающей трубы и закреплены неподвижно, а также требуются большие средства на замену и восстановление направляющих лопаток, что снижает производительность в целом. The disadvantage of the separator [2] is that when classifying bulk materials to produce a finished product, such as kaolin, with a residue on mesh N 0140 of not more than 0.005%, a large amount of energy is expended in communicating to the particles of the vortex direction of movement due to the fact that the blade guides are located in the upper part of the supply pipe and fixed motionless, and also requires large funds for the replacement and restoration of guide vanes, which reduces overall performance.

Установка направляющего приспособления в нижней части питающей трубы позволяет стабилизировать поток пылевоздушной смеси в вихревом движении до выхода его из питательной трубы. Это позволяет иметь гораздо меньшую скорость пылевоздушного потока перед направляющим приспособлением, так как направляющее приспособление увеличивает скорость потока и он растет по мере увеличения длины питающей трубы, а это значит, что для создания оптимальной скорости пылевоздушного потока на выходе из питающей трубы необходимо гораздо меньше электроэнергии. The installation of the guide device in the lower part of the supply pipe allows you to stabilize the flow of dust-air mixture in a swirl movement until it leaves the feed pipe. This makes it possible to have a much lower dust-air flow rate in front of the guiding device, since the guiding device increases the flow velocity and increases as the length of the supply pipe increases, which means that to create the optimal dust-air flow rate at the outlet of the supply pipe, much less electricity is needed.

При испытаниях опытно-промышленной установки в НПО "Союзнеруд" было установлено, что при установке направляющего приспособления в начале питающей трубы скорость потока перед направляющим приспособлением была сокращена до 35 %, что позволило снизить потребление электроэнергии на 21,5 % для транспортировки пылевоздушной смеси. Установка направляющего приспособления в начале питающей трубы создает также лучшие условия для предварительной классификации материала, так как крупные частицы будут прижиматься к стенкам питающей трубы и затем к конусу и, таким образом, более тонкий продукт будет направляться на классификацию, а крупный будет удаляться из дальнейшего процесса. When testing a pilot plant at Soyuznerud NPO, it was found that when installing a guiding device at the beginning of the supply pipe, the flow rate in front of the guiding device was reduced to 35%, which allowed to reduce electricity consumption by 21.5% for transporting dust-air mixture. The installation of a guiding device at the beginning of the feed pipe also creates better conditions for preliminary classification of the material, since large particles will be pressed against the walls of the feed pipe and then to the cone and, therefore, a finer product will be sent for classification, and a large one will be removed from the further process .

Когда готовый продукт различной тонины получается за счет изменения числа оборотов ротора сепаратора, то вихревой пылевоздушный поток должен быть закручен угловой скоростью, достаточно близкой к угловой скорости ротора сепаратора, что можно выполнить за счет поворота лопаток направляющего приспособления. Оптимальное выравнивание угловых скоростей двух встречающихся потоков снижает сопротивление в зоне классификации, что соответственно снижает энергозатраты при работе сепаратора с увеличением его производительности. When the finished product of different fineness is obtained by changing the number of revolutions of the separator rotor, the dust-air vortex flow should be swirled at an angular velocity close enough to the angular velocity of the separator rotor, which can be done by turning the vanes of the guide device. The optimal alignment of the angular velocities of the two flows encountered reduces the resistance in the classification zone, which accordingly reduces energy consumption during the operation of the separator with an increase in its performance.

При настройке работы классификатора на необходимую марку материала по граничному размеру частиц, где качество материала, как правило, обуславливается процентным содержанием крупных частиц (выше граничного размера) в тонком (готовом) продукте, лопасти соответственно разворачиваются по часовой или против часовой стрелки, соответственно, на вполне определенный угол. Этот угол в зависимости от марки материала (по ГОСТу или ТУ) определяется окончательно при пусконаладочных работах с составлением таблицы, которая является основным документом при настройке классификатора на вполне определенный материал. When adjusting the operation of the classifier to the required grade of material according to the boundary particle size, where the quality of the material is usually determined by the percentage of large particles (above the boundary size) in the thin (finished) product, the blades turn accordingly clockwise or counterclockwise, respectively, quite a certain angle. This angle, depending on the grade of material (according to GOST or TU), is determined finally during commissioning with the compilation of a table, which is the main document when setting up the classifier for a well-defined material.

Экспериментальные данные показывают (см. фиг. 2), что при развороте лопастей по часовой стрелке в горизонтальной плоскости от радиальных лопастей на угол α, с увеличением которого увеличивается количество грубого продукта, уходящего в тонкий (готовый) продукт, из-за чего снижается качество готового продукта. При развороте лопастей против часовой стрелки в горизонтальной плоскости от радиальных лопастей на угол β, с увеличением которого содержание грубого продукта в готовом (тонком) резко снижается, т.е. получается сверхтонкий продукт, но при этом снижается производительность классификатора. The experimental data show (see Fig. 2) that when the blades are turned clockwise in a horizontal plane from the radial blades by an angle α, with an increase in which the amount of coarse product leaving in a thin (finished) product increases, which decreases the quality finished product. When the blades turn counterclockwise in the horizontal plane from the radial blades by an angle β, with an increase in which the content of the coarse product in the finished (thin) sharply decreases, i.e. an ultrathin product is obtained, but at the same time the performance of the classifier is reduced.

Установка лопастей ротора на необходимый угол позволяет настраивать классификатор на нужный граничный размер частиц с оптимальной производительностью. Installing the rotor blades at the required angle allows you to adjust the classifier to the desired boundary particle size with optimal performance.

Таким образом, наличие новых признаков обуславливает соответствие предложенного решения критерию "существенные отличия", так как сочетание указанных признаков в аналогах не обнаружены и обеспечивают получение положительного эффекта - повышение качества продукта и производительности. Thus, the presence of new features determines the compliance of the proposed solution with the criterion of "significant differences", since a combination of these features in the analogues are not found and provide a positive effect - improving product quality and productivity.

На фиг. 1 представлен центробежный классификатор; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a centrifugal classifier; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Центробежный классификатор содержит корпус 1, на крышке которого установлен цилиндрический отбойник 2, распределитель воздуха 3, диск 4 с установленными на нем лопастями 5, ротор 6. The centrifugal classifier contains a housing 1, on the cover of which a cylindrical chipper 2, an air distributor 3, a disk 4 with blades 5 mounted on it, and a rotor 6 are installed.

В верхнее малое основание распределительного усеченного конуса 7 вмонтирована питающая труба 8, вал 9. Классификатор содержит отражатель 10, циклоны 11, вентилятор 12, воздуховоды 13 и 14 с патрубком 15, патрубок 16, регулировочное направляющее лопаточное приспособление 17 с лопатками 18. A feed pipe 8, shaft 9 is mounted in the upper small base of the truncated distribution cone 7. The classifier contains a reflector 10, cyclones 11, a fan 12, air ducts 13 and 14 with a pipe 15, a pipe 16, an adjustment guide blade device 17 with blades 18.

Устройство работает следующим образом. Исходный материал подается пневмотранспортом по трубе 8 через регулировочное направляющее лопаточное приспособление 17 и лопатки 18. За счет лопаток 18 направляющего приспособления 17 пылевоздушный поток закручивается, а по мере поднятия по питающей трубе 8 он усиливается и происходит предварительная классификация исходного продукта - крупные частицы в вихревом потоке прижимаются ближе к стенке питающей трубы 8, а мелкие частицы находятся в вихревом потоке ближе к центру питающей трубы 8. Поэтому пылевоздушный поток, выходя из питающей трубы 8, распределяется таким образом, что часть крупных частиц выпадают и по конусу 7 сползают вниз, а остальная часть прижимается к стенкам корпуса 1 и также стекает вниз. The device operates as follows. The source material is supplied by pneumatic transport through the pipe 8 through the adjusting guide vane device 17 and the blades 18. Due to the blades 18 of the guide device 17, the dusty air stream is twisted, and as it rises along the supply pipe 8, it intensifies and preliminary classification of the initial product takes place - large particles in a vortex stream are pressed closer to the wall of the supply pipe 8, and small particles are in the vortex flow closer to the center of the supply pipe 8. Therefore, the dusty air flow leaving the supply pipe 8, is distributed in such a way that part of the large particles fall out and slide down the cone 7, and the rest is pressed against the walls of the housing 1 and also flows down.

Более тонкий продукт, отражаясь от отражателя 10, вместе с воздушным потоком попадает в зону "а" между лопатками 4 и корпусом классификатора 1. A thinner product, reflected from the reflector 10, together with the air flow enters the zone "a" between the blades 4 and the housing of the classifier 1.

В классификационной зоне "а" за счет лопастей 5, установленных на диске 4 ротора 6, вращающихся валом 9, и воздушного потока, создаваемого вентилятором 12 через циклоны 11 и воздуховоды 13, идет разделение материала на две фракции: грубую и тонкую. Как правило, тонкая (мелкая) фракция является готовым продуктом, которая выносится воздушным потоком в циклоны 11 для осаждения, а грубая фракция, прижимаясь к корпусу 1, стекает вниз и по течке 16 поступает на домол в мельницу или удаляется из технологического процесса. Чтобы не было проскока грубых частиц в тонкий продукт, в классификаторе предусмотрен цилиндрический отбойник 2, который не позволяет поднявшимся крупным частицам выше лопастей 5 попасть в воздушный поток, идущий в циклоны 11. При выходе пылевоздушного потока из питающей трубы 8 часть грубого продукта вместе с тонким стекает по распределительному усеченному конусу 7, поэтому для выделения тонкой фракции часть воздушного потока от вентилятора 12 через возуховод 14 поступает в распределить 3, где отделившаяся тонкая фракция удаляется в пылевоздушный поток, идущий из питающей трубы 8 на классификацию. Чтобы весь классификатор работал под разрежением, часть воздушного потока сбрасывается из технологического процесса по патрубку 15. In the classification zone "a" due to the blades 5 mounted on the disk 4 of the rotor 6, rotating by the shaft 9, and the air flow generated by the fan 12 through the cyclones 11 and air ducts 13, the material is divided into two fractions: coarse and fine. As a rule, a thin (fine) fraction is a finished product that is carried out by air flow to cyclones 11 for precipitation, and the coarse fraction, pressed to the housing 1, flows down and flows into the mill through the estrus 16 or is removed from the technological process. In order to prevent coarse particles from flowing into the thin product, the classifier has a cylindrical chipper 2, which does not allow large particles that have risen above the blades 5 to enter the air flow going into the cyclones 11. When the dusty air stream leaves the supply pipe 8, part of the coarse product along with the thin flows down the distribution truncated cone 7, therefore, to separate the fine fraction, part of the air flow from the fan 12 through the duct 14 enters to distribute 3, where the separated fine fraction is removed into the dust collector ushny flow from the feed pipe 8 for classification. In order for the entire classifier to work under vacuum, part of the air flow is discharged from the process through pipe 15.

Вращение ротора обычно осуществляется по часовой стрелке, как это показано в сечении А-А. При развороте лопастей по часовой стрелке (см. сечение А-А) на угол α действие сил на частицы происходит следующим образом. Частицы, ударяясь о лопасти 5, направляются во внутрь через лопасти ротора 5, тем самым способствуют прохождению грубых частиц в готовый продукт. Для их удаления, следовательно, необходимо увеличить число оборотов ротора классификатора, что ведет к увеличению расхода электроэнергии и снижению производительности классификатора при получении тонкого продукта. The rotation of the rotor is usually carried out clockwise, as shown in section AA. When the blades turn clockwise (see section AA) at an angle α, the action of forces on the particles occurs as follows. Particles striking the blades 5 are directed inward through the blades of the rotor 5, thereby facilitating the passage of coarse particles into the finished product. To remove them, therefore, it is necessary to increase the number of revolutions of the rotor of the classifier, which leads to an increase in energy consumption and a decrease in the performance of the classifier when receiving a thin product.

При получении же более грубого продукта такой разворот лопастей наоборот улучшает технико-экономические показатели классификатора. Upon receipt of a coarser product, such a turn of the blades, on the contrary, improves the technical and economic indicators of the classifier.

При развороте лопастей против часовой стрелки (см. сечение А-А) на угол β, действие на частицы происходит следующим образом: частицы, ударяясь о лопасти 5, направляются от лопастей к стенке корпуса классификатора, тем самым способствуют уменьшению попадания крупных частиц в готовый продукт, мелкие же частицы пылевоздушным потоком выносятся через лопасти 5 ротора в готовый продукт. When the blades turn counterclockwise (see section A-A) through angle β, the effect on the particles occurs as follows: particles hitting the blades 5 are directed from the blades to the wall of the classifier housing, thereby helping to reduce the ingress of large particles into the finished product , small particles are pulverized by a dusty air flow through the rotor blades 5 into the finished product.

Разворот лопастей в горизонтальной плоскости позволяет стабилизировать процесс разделения частиц по требуемому классу зерна и, как показали испытания в лаборатории института "ВНИИнеруд", точность разделения увеличивается на 50 %, а производительность - на 20 %. Turning the blades in a horizontal plane allows you to stabilize the process of separation of particles according to the required class of grain and, as tests in the laboratory of the VNIInerud Institute have shown, the separation accuracy is increased by 50%, and productivity - by 20%.

Claims

A centrifugal classifier, which includes a housing, a shaft mounted in it with a disk mounted on it with blades in the upper part and a conical reflector in the lower one, a distributor in the form of a truncated cone with a supply pipe mounted in its upper small base, devices for supplying and discharging air and outputting separated fractions, characterized in that it is equipped with an adjustable blade guide device located in the lower part of the supply pipe, while the blade vanes are installed with an inclination in a horizontal plate oskosti to the radius of the disk in the direction of rotation of the disk or against.