RU2167005C2 - Пневмосепаратор - Google Patents
Пневмосепаратор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167005C2 RU2167005C2 RU99112778A RU99112778A RU2167005C2 RU 2167005 C2 RU2167005 C2 RU 2167005C2 RU 99112778 A RU99112778 A RU 99112778A RU 99112778 A RU99112778 A RU 99112778A RU 2167005 C2 RU2167005 C2 RU 2167005C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- funnel
- separator
- separation
- branch pipe
- funnels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
Abstract
Изобретение относится к классификации и обогащению полезных ископаемых. Пневмосепаратор с разделительной камерой состоит из вставленных друг в друга воронок, наружная воронка выполнена в форме параболоида, ее профиль и профиль внутренней воронки определяются по математическим зависимостям, наружная воронка установлена с возможностью вращения, и на ее внутренней поверхности выполнены винтовые выступы в виде спирали Архимеда с направлением, противоположным вращению воронки, на внутренней воронке расположены радиально по образующей тонкие пластины, разделяющие камеру на равные секции с установленными в них поперечными отклоняющими отсекателями, между кромкой пластины и внутренней поверхностью наружной воронки образован постоянный по всей длине зазор, верхние разгрузочный и загрузочный патрубки размещены соосно, на конце загрузочного парубка установлен конусообразный распределитель с направляющими, которые связаны с питающими патрубками, входящими в каждую секцию на уровне 1/3 ее длины, а разгрузочный патрубок внутренней воронки выведен по центру нижней части сепаратора соосно разгрузочному патрубку нижней воронки, внутри которого установлен патрубок для подачи воздуха. Изобретение позволяет повысить эффективность сепарации. 1 табл., 4 ил.
Description
Изобретение относится к области классификации и обогащения полезных ископаемых.
Известны пневматические сепараторы насыпного типа, например конусный сепаратор "Полизиус" [Нойбекум] типа А, состоящий из корпуса формы соединенных основаниями двойного конуса, верхним загрузочным отверстием, завихрителем для разрыхления поступающего исходного материала, соосно установленного внутри корпуса пустотелого двойного конуса так, что в верхней части образующийся между ними суживающийся зазор является каналом ускорения и резко расширяющимся на конце канала в диффузор, образующего у основания верхнего конуса зону разделения, а зазор в нижней части двойного конуса разделен на камеры крупнозернистого и тонкого материала [1].
Недостатком данного сепаратора является весьма ограниченная зона разделения, регулируемая разделительным воротником, что снижает эффективность разделения по крупности и тем более по плотности.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является сепаратор типа Гумбольдт, разделительная камера которого состоит из вставленных друг в друга двух конусов: внешнего и внутреннего, на наклонной поверхности которых происходит разделение частиц по крупности и плотности. В верхней части сепаратора установлены вращающиеся дефлекторные лопатки, регулирующие движение потока воздуха в рабочих камерах. Удаление легкого материала производится через верхний разгрузочный патрубок, исходный материал подается через вершину наружного конуса вместе с исходным материалом [2].
Недостатком данного сепаратора является неэффективность разделения по плотности. Сепараторы такой конструкции используются в основном для классификации продуктов измельчения неметаллических полезных ископаемых.
Эффективность воздушной сепарации по плотности достигается в предлагаемом пневмосепараторе с разделительной камерой, которая состоит из вставленных друг в друга воронок, верхнего загрузочного патрубка и нижнего патрубка для подачи воздуха, верхнего и нижнего разгрузочных патрубков, отличающемся тем, что наружная воронка выполнена в форме параболоида с профилем f1=ax2, где a - коэффициент, зависящий от скорости вращения наружной воронки;
x - расстояние по горизонтали от оси сепаратора; и установлена с возможностью вращения и на внутренней поверхности которой выполнены винтовые выступы в виде спирали Архимеда с направлением, противоположным вращению воронки,
где a - коэффициент, зависящий от скорости вращения наружной воронки;
x - расстояние по горизонтали от оси сепаратора;
S0 - площадь сечения камеры пневмосепарации между наружной и внутренней воронками,
и на внутренней воронке расположены радиально по образующей линии тонкие пластины, разделяющие камеру на равные секции с установленными в них поперечными отклоняющими отсекателями, причем между кромкой пластины и внутренней поверхностью наружной воронки образован постоянный по всей длине зазор, верхние разгрузочный и загрузочный патрубки размещены соосно, при этом на конце загрузочного патрубка установлен конусообразный распределитель с направляющими, которые связаны с питающими патрубками, входящими в каждую секцию на уровне 1/3 ее длины, а разгрузочный патрубок внутренней воронки выведен по центру нижней части сепаратора соосно к разгрузочному патрубку нижней воронки, внутри которого установлен патрубок для подачи воздуха.
x - расстояние по горизонтали от оси сепаратора; и установлена с возможностью вращения и на внутренней поверхности которой выполнены винтовые выступы в виде спирали Архимеда с направлением, противоположным вращению воронки,
где a - коэффициент, зависящий от скорости вращения наружной воронки;
x - расстояние по горизонтали от оси сепаратора;
S0 - площадь сечения камеры пневмосепарации между наружной и внутренней воронками,
и на внутренней воронке расположены радиально по образующей линии тонкие пластины, разделяющие камеру на равные секции с установленными в них поперечными отклоняющими отсекателями, причем между кромкой пластины и внутренней поверхностью наружной воронки образован постоянный по всей длине зазор, верхние разгрузочный и загрузочный патрубки размещены соосно, при этом на конце загрузочного патрубка установлен конусообразный распределитель с направляющими, которые связаны с питающими патрубками, входящими в каждую секцию на уровне 1/3 ее длины, а разгрузочный патрубок внутренней воронки выведен по центру нижней части сепаратора соосно к разгрузочному патрубку нижней воронки, внутри которого установлен патрубок для подачи воздуха.
Сопоставительный анализ с аналогом показывает, что в предлагаемом варианте принципиально меняется процесс сепарации, ибо в отличие от аналога эффективность сепарации достигается за счет разделения исходного материала по всей длине радиальных секций, которые относительно точки поступающего исходного материала образуют верхнюю зону сепарации и нижнюю зону перечистки. При этом зона разделения значительно увеличивается и сочетание действия потока воздуха и вращения наружного конуса способствует не только разделению минеральной смеси по крупности, но и по плотности. Следовательно, прелагаемое изобретение соответствует критерию "новизна".
В известном сепараторе, выбранном в качестве прототипа, механика сконструирована так, чтобы удалить легкие частицы через верхний разгрузочный патрубок, где крупнозернистые частицы, попавшие во внутренний конус, периодически возвращаются в процесс сепарации в межконусное пространство. В этом случае, сепаратор в основном работает на удаление мелких частиц из исходной минеральной смеси, которая поступает вместе с потоком воздуха и, как правило, устанавливается в комплекте с измельчителем. В предлагаемом варианте нижняя поверхность благодаря вращению превращается в рабочий орган и за счет центробежных сил способствует разделению исходного материала не только по крупности, но и по плотности, этому способствует также наличие отсекателей, которые меняют динамическую характеристику потока воздуха и позволяют преимущественно удалить наиболее легкую и мелкую часть фракции при постоянной перечистке тяжелой фракции ниже уровня подачи исходного материала. Отличительным признаком процесса сепарации в предлагаемом варианте является и то, что продукты разделения, перешедшие во внутреннюю воронку, не возвращаются обратно в процесс, а выводятся из сепаратора через нижний разгрузочный патрубок. Через верхний разгрузочный патрубок удаляется мелкодисперсная (пылевидная) фракция, которая затем обычно направляется в систему пылеподавления. Таким образом, сравнительный анализ позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательный уровень".
Сущность изобретения поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 приведен разрез пневмосепаратора, на фиг. 2 - горизонтальное его сечение А-А, на фиг. 3 - схема приложения сил на частицу материала на поверхности наружной воронки, на фиг. 4 - расчет профиля внутренней воронки.
Пневмосепаратор состоит из наружной вращающейся воронки 1 с винтовыми выступами 2, выполненными по линии спирали Архимеда с направлением, противоположным вращению воронки, внутренней неподвижной воронки 3 с пластинами 4, делящими разделительную камеру 5 на равные разгрузочного секции 6, поперечных отсекателей 7, верхних рузгрузочного 8 и загрузочного 9 патрубков, конусообразного распределителя 10 с направляющими 11 и питающими патрубками 12, разгрузочного патрубка внутренней воронки 13, разгрузочного патрубка наружной воронки 14 и патрубка подачи воздуха 15.
Форма наружной вращающейся воронки зависит от соотношения взаимодействующих сил на частицу сепарируемого материала на его поверхности при условии равновесия центробежной силы, силы тяжести, сопротивления и нормального давления на поверхность воронки.
Приложение сил приведено на фиг. 3. Запишем уравнение равновесия для частицы с массой m в векторной форме:
Проекция сил mg и Fц на касательную функции f (х), соответственно, будет mgcos (90-a)=mgsina и Fцcos(a), проекция силы mg на нормаль равна mgcos(a).
Проекция сил mg и Fц на касательную функции f (х), соответственно, будет mgcos (90-a)=mgsina и Fцcos(a), проекция силы mg на нормаль равна mgcos(a).
Тогда векторное уравнение (1) запишем в скалярном виде:
Fmр+Fцcos(a)- mg sin(a)=0.
Fmр+Fцcos(a)- mg sin(a)=0.
N - Fц sin(a) - mg cos(a) = 0. (2, 3)
Так как FтрkN и Fц=mw2х, где w - угловая скорость вращения а, х - радиус, то уравнение (2) с учетом (3) примет вид:
k(Fц sin(a) + mg cos(a) + Fц cos(a) - mg sin(a) = 0. (4)
Разделив уравнение (4) на cos(a) и учитывая, что
получим
поскольку Fц= kw2x. Введя обозначение Р = g/(kw2) и интегрируя выражение (5) с учетом начальных условий х=0, f(0)=0, окончательно получим
Переходя к пределу k --> 0 в выражении (6), получим профиль воронки при отсутствии сил трения:
Отметим, что выражение (7) можно получить и из уравнения (2) при предположении, что Fтр=0 и при этом уравнение (3) не учитывается.
Так как FтрkN и Fц=mw2х, где w - угловая скорость вращения а, х - радиус, то уравнение (2) с учетом (3) примет вид:
k(Fц sin(a) + mg cos(a) + Fц cos(a) - mg sin(a) = 0. (4)
Разделив уравнение (4) на cos(a) и учитывая, что
получим
поскольку Fц= kw2x. Введя обозначение Р = g/(kw2) и интегрируя выражение (5) с учетом начальных условий х=0, f(0)=0, окончательно получим
Переходя к пределу k --> 0 в выражении (6), получим профиль воронки при отсутствии сил трения:
Отметим, что выражение (7) можно получить и из уравнения (2) при предположении, что Fтр=0 и при этом уравнение (3) не учитывается.
Профиль второй воронки, расположенной поверх первой с таким зазором между первой и второй воронками, чтобы площадь нормального к профилю второй воронки сечения оставалась постоянной по мере возрастания Х и равнялась заданной величине S0.
Вывод формулы кривой формы сепаратора снабжена рисунком на фиг.4.
Возьмем произвольную точку М (х,у) на искомой кривой Y = ϑ2(x) и проведем через эту точку нормаль к касательной на кривой ϑ1= ax2. Тогда площадь искомого сечения будет равна площади боковой поверхности усеченного конуса.
Но
Отсюда:
Тогда
или
Обозначим
Тогда
Отсюда получим:
С другой стороны, рассмотрим точку M1(x+Δx, y-Δy) пересечения исходной нормали к заданной кривой у=ах2. Тогда используя уравнение данной кривой, получим:
y-Δy = a(x+Δx)2; (10)
Из выражения (8) имеем и подставляя это значение Δy в (10), получим квадратное уравнение для определения Δx:
Решая данное уравнение, имеем:
Приравнивая выражения (9) и (11), получим уравнение для определения у
Решая последнее уравнение, находим искомую кривую:
где
Пневмосепаратор работает следующим образом:
Воздух подается через патрубок для подачи воздуха 15 и затем подается исходный материал через загрузочный патрубок 9 на распределительный конус 10. Материал равномерно распределяется при помощи направляющих 11 и через питающие патрубки 12 подается в рабочую зону сепарации на уровне 1/3 длины сепарационных секций и, попадая в зону действия потока воздуха, подвергается сепарированию, крупные частицы под действием силы тяжести и центробежных сил отбрасываются на поверхность наружной воронки 1. Тяжелые и крупные частицы, прижимаясь к поверхности воронки, при помощи винтовых выступов 2 передвигаются и разгружаются через разгрузочный патрубок для концентрата 14. При этом в ходе перемещения материал постоянно под действием потока воздуха и вибрации подвергается перечистке. Легкие и мелкие частицы поднимаются потоком воздуха, в рабочей зоне сепаратора отбиваются отсекателями 7 и разгружаются через верхние проемы к внутренней поверхности внутренней воронки и сползают по его поверхности между питающими патрубками 12 к разгрузочному патрубку 13 для легкого и мелкого материала. При этом тонкодисперсный (пылевидный) материал выдувается через верхний разгрузочный патрубок 8 и далее направляются в систему пылеподавления.
Таким образом, сепаратор благодаря отличительным признакам обеспечивает сепарацию исходного материала не только по крупности, но и по плотности. Эффективность сепарации подтверждается проведенными исследованиями, результаты которых приведены в таблице.
Результаты исследований, приведенные в табл. 1, показывают, что показатели обогащения по извлечению имитаторов (чугунных стружек) по классам крупности достаточно высоки и достигают до 92-95% извлечения.
Список литературы
1. В. Кайзер Новые конструкции насыпных воздушных сепараторов. Труды Европейского совещания по измельчению М., 1996 с. 543.
1. В. Кайзер Новые конструкции насыпных воздушных сепараторов. Труды Европейского совещания по измельчению М., 1996 с. 543.
2. Г. К. Смышляев. Воздушная классификация в технологии переработки полезных ископаемых. М.: Недра, 1969, 102 с.
Claims (1)
- Пневмосепаратор с разделительной камерой, который состоит из вставленных друг в друга воронок, верхним загрузочным патрубком, нижним патрубком для подачи воздуха, с верхним и нижним разгрузочными патрубками, отличающийся тем, что наружная воронка выполнена в форме параболоида с профилем f1=ax2, где а - коэффициент, зависящий от скорости вращения наружной воронки; x - расстояние по горизонтали от оси сепаратора, и установлена с возможностью вращения и на внутренней поверхности которой выполнены винтовые выступы в виде спирали Архимеда с направлением, противоположным вращению воронки, при этом форму профиля внутренней воронки определяют по формуле
где a - коэффициент, зависящий от скорости вращения наружной воронки;
x - расстояние по горизонтали от оси сепаратора;
So - площадь сечения камеры пневмосепарации между наружной и внутренней воронками,
и на внутренней воронке расположены радиально по образующей линии тонкие пластины, разделяющие камеру на равные секции с установленными в них поперечными отклоняющими отсекателями, причем между кромкой пластины и внутренней поверхностью наружной воронки образован постоянный по всей длине зазор, верхние разгрузочный и загрузочный патрубки размещены соосно, при этом на конце загрузочного патрубка установлен конусообразный распределитель с направляющими, которые связаны с питающими патрубками, входящими в каждую секцию на уровне 1/3 ее длины, а разгрузочный патрубок внутренней воронки выведен по центру нижней части сепаратора соосно к разгрузочному патрубку нижней воронки, внутри которого установлен патрубок для подачи воздуха.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99112778A RU2167005C2 (ru) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | Пневмосепаратор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99112778A RU2167005C2 (ru) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | Пневмосепаратор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99112778A RU99112778A (ru) | 2001-03-27 |
RU2167005C2 true RU2167005C2 (ru) | 2001-05-20 |
Family
ID=20221279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99112778A RU2167005C2 (ru) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | Пневмосепаратор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2167005C2 (ru) |
-
1999
- 1999-06-11 RU RU99112778A patent/RU2167005C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СМЫШЛЯЕВ Г.К. Воздушная классификация в технологии переработки полезных ископаемых. - М.: Недра, 1969, с.48-49. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4153541A (en) | Method and apparatus for the continuous centrifugal classifying of a continuous flow of particulate material in a deflected flow | |
US3720314A (en) | Classifier for fine solids | |
US9022222B2 (en) | Device for the selective granulometric separation of solid powdery materials using centrifugal action, and method for using such a device | |
US3693791A (en) | Method of, and apparatus for, spiral air classification of solid particles in a gaseous carrier | |
JP5497443B2 (ja) | 物質の粒度選択および/または乾燥装置 | |
US4715951A (en) | Apparatus for separating granulate material | |
GB1391892A (en) | Method of and apparatus for the pneumatic classification of finely divided solids | |
US2494465A (en) | Apparatus for classifying particles | |
JP2010510468A5 (ru) | ||
RU2167005C2 (ru) | Пневмосепаратор | |
US2939579A (en) | Air classifier | |
US3643800A (en) | Apparatus for separating solids in a whirling gaseous stream | |
US3426893A (en) | Method and apparatus for classifying finely-divided solids carried in a gas stream | |
RU2376081C1 (ru) | Двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор | |
RU64107U1 (ru) | Концентратор для разделения частиц твердого сыпучего материала по их плотности | |
US11897000B2 (en) | Device for sorting powder particles | |
JPH025880Y2 (ru) | ||
RU2067500C1 (ru) | Инерционный сепаратор сыпучих материалов | |
RU2490069C2 (ru) | Способ магнитно-циклонной пневматической сепарации | |
RU2185254C2 (ru) | Каскадный пневматический классификатор | |
RU2199397C2 (ru) | Устройство для вихревого измельчения материалов | |
RU2104100C1 (ru) | Центробежный классификатор | |
RU2414969C1 (ru) | Воздушный двухпродуктовый классификатор | |
RU1776459C (ru) | Центробежный сепаратор | |
RU65793U1 (ru) | Воздушный классификатор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170612 |