RU2185254C2

RU2185254C2 - Cascade pneumatic classifier

Info

Publication number: RU2185254C2
Application number: RU2000126170A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Викторов; Н.С. Кобелев
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: plants for pneumatic classification of loose materials; applicable in mining, metallurgical, construction and other industries. SUBSTANCE: cascade pneumatic classifier includes separating shaft with transfer members made in the form of set of inclined parallel plates with free edges spaced at the same distance from side walls, branch pipe for supply of initial material, branch pipes for fine and coarse products, air introduction unit. Separating shaft is round in cross-section. Plates are of bent segmentoidal shape with springy spirals on their front surface. Branch pipe for supply of initial material is made in the form of overturned truncated cone with curved helical guides on internal surface and installed in upper part of separating shaft. Branch pipe of fine product is connected to air duct for air and fine product withdrawal from separating shaft and to pipeline for withdrawal of dust to atmosphere. Branch pipe of fine product is located below branch pipe of initial product supply at an angle of 45 deg to horizon. Units for introduction of air is made of flat flexible ring with holes and with expanding nozzle with internal curved helical grooves and connecting branch pipes, and located in lower part of separating shaft. EFFECT: higher quality of separation, and reduced power consumption for motion of separated products. 3 dwg

Description

Изобретение относится к установкам для пневматической классификации сыпучих материалов в восходящих потоках воздуха и может быть использовано для разделения материалов на два продукта по граничной крупности 0,05...5 мм в горной, химической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности. The invention relates to installations for the pneumatic classification of bulk materials in ascending air currents and can be used to separate materials into two products at a boundary fineness of 0.05 ... 5 mm in the mining, chemical, metallurgical, construction and other industries.

Известен каскадный пневматический классификатор (см. а.с. 988164, МКИ В 07 В 4/02, бюл. 12, 1981), включающий сепарационную шахту прямоугольного поперечного сечения с пересыпными элементами, выполненными в виде набора наклонных параллельных пластин, установленных с зазором одна над другой и закрепленных на торцовых стенках сепарационной шахты, патрубок подачи исходного материала, установленный в боковой стенке сепарационной шахты, и патрубки для крупного и мелкого продуктов, расположенные соответственно в нижней и верхней частях сепарационной шахты. Known cascade pneumatic classifier (see AS 988164, MKI B 07 B 4/02, bull. 12, 1981), including a separation shaft of rectangular cross-section with overflow elements made in the form of a set of inclined parallel plates installed with a gap of one above the other and fixed on the end walls of the separation shaft, a supply pipe for the source material installed in the side wall of the separation shaft, and pipes for large and small products located respectively in the lower and upper parts of the separation bowl you.

Недостатком данного классификатора является невысокое качество продуктов классификации из-за наличия в них пылеватых частиц. The disadvantage of this classifier is the low quality of the classification products due to the presence of dusty particles in them.

Известен каскадный пневматический классификатор, принятый в качестве прототипа (см. а. с. 1613127, МКИ В 03 В 4/00, бюл. 46, 1990), включающий сепарационную шахту с пересыпными элементами, выполненными в виде набора наклонных параллельных пластин со свободными кромками, удаленными от боковых стенок на равное расстояние, установленных с зазором одна над другой и закрепленных на торцевых стенках сепарационной шахты, с площадью каждой вышерасположенной пластины меньше площади нижерасположенной, патрубок подачи исходного материала, патрубок для мелкого и крупного продуктов, узел ввода воздуха, расположенные в нижней части сепарационной шахты. Known cascade pneumatic classifier adopted as a prototype (see and.with. 1613127, MKI B 03 B 4/00, bull. 46, 1990), including a separation shaft with bulk elements made in the form of a set of inclined parallel plates with free edges equally spaced from the side walls, installed one above the other with a gap and fixed to the end walls of the separation shaft, with the area of each upstream plate being less than the downstream area, the source material supply pipe, the small pipe o and large products, an air inlet unit located at the bottom of the separation shaft.

Недостатком данного классификатора является недостаточно высокое качество сепарации и значительные энергозатраты из-за наличия большого сопротивления при движении продуктов. The disadvantage of this classifier is the insufficiently high quality of separation and significant energy consumption due to the presence of high resistance when moving products.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества сепарации и снижение энергозатрат на движение разделяемых продуктов путем выполнения сепарационной шахты с круглым поперечным сечением, пластин - изогнутой сегментоидальной формы с пружинистыми спиралями на их лобовой поверхности, а патрубок подачи исходного материала выполнен в виде опрокинутого усеченного конуса с криволинейными спиралеивидными направляющими на внутренней поверхности и установлен в верхней части сепарационной шахты, при этом патрубок мелкого продукта соединен с воздуховодом для вывода пыли в атмосферу и расположен ниже патрубка подачи исходного материала под углом 45^o к горизонту, а узел ввода воздуха выполнен из плоского эластичного кольца с отверстиями и с расширяющимися насадками с внутренними криволинейными винтообразными канавками и соединительных патрубков, и расположен в нижней части сепарационной шахты.The technical problem to which the invention is directed is to improve the quality of separation and reduce energy costs for the movement of shared products by performing a separation shaft with a circular cross-section, plates of a curved segmentoid shape with springy spirals on their frontal surface, and the source material supply pipe is made in in the form of an overturned truncated cone with curved spiral-shaped guides on the inner surface and is installed in the upper part of the separation second shaft, wherein the nozzle fine product is connected to the duct for withdrawal of dust in the atmosphere and is located below the nozzle of the starting material feed at 45 ^o to the horizontal, and the air introduction assembly is made of a flat elastic ring with holes and with flared nozzles with internal curved helical grooves and connecting pipes, and is located in the lower part of the separation shaft.

Технический результат достигается тем, что каскадный пневматический классификатор, включающий сепарационную шахту с пересыпными элементами, выполненными в виде набора наклонных параллельных пластин со свободными кромками, удаленными от боковых стенок на равное расстояние, установленных с зазором одна над другой и закрепленных на торцевых стенках сепарационной шахты, с площадью каждой вышерасположенной пластины меньше площади нижерасположенной, патрубок подачи исходного материала, патрубки для мелкого и крупного продуктов, узел ввода воздуха, расположенный в нижней части сепарационной шахты, имеет сепарационную шахту, выполненную с круглым поперечным сечением, пластины - изогнутой сегментоидальной формы с пружинистыми спиралями на их лобовой поверхности, а патрубок подачи исходного материала выполнен в виде опрокинутого усеченного конуса с криволинейными спиралевидными направляющими на внутренней поверхности и установлен в верхней части сепарационной шахты, при этом патрубок мелкого продукта соединен с воздуховодом для вывода из сепарационной шахты воздуха и мелкого продукта и с трубопроводом для вывода пыли в атмосферу, и расположен ниже патрубка подачи исходного материала под углом 45^o к горизонту, а узел ввода воздуха выполнен из плоского эластичного кольца с отверстиями и с расширяющимися насадками с внутренними криволинейными винтообразными канавками и соединительных патрубков, и расположен в нижней части сепарационной шахты.The technical result is achieved by the fact that the cascade pneumatic classifier, including a separation shaft with pouring elements made in the form of a set of inclined parallel plates with free edges, spaced from the side walls at an equal distance, installed with a gap one above the other and fixed to the end walls of the separation shaft, with the area of each upstream plate less than the area below, the supply pipe of the source material, pipes for small and large products, the Yes, the air located in the lower part of the separation shaft has a separation shaft made with a circular cross section, the plates are of a curved segmented shape with springy spirals on their frontal surface, and the supply pipe of the source material is made in the form of a tilted truncated cone with curved spiral guides on the inner surface and installed in the upper part of the separation shaft, while the pipe of the small product is connected to the duct for the withdrawal of air from the separation shaft and a small product and with a pipeline for removing dust into the atmosphere, and is located below the source material supply pipe at an angle of 45 ^o to the horizontal, and the air inlet unit is made of a flat elastic ring with holes and with expanding nozzles with internal curved helical grooves and connecting pipes, and located at the bottom of the separation shaft.

На фиг. 1 показана схема каскадного пневматического классификатора, на фиг.2 - разрез А-А, а на фиг.3 - схема узла ввода воздуха. In FIG. 1 shows a diagram of a cascade pneumatic classifier, FIG. 2 is a section AA, and FIG. 3 is a diagram of an air inlet assembly.

Предлагаемое устройство включает сепарационную шахту 1 круглого поперечного сечения, по периметру которой закреплены пересыпные элементы 2, патрубок 3 подачи исходного материала, патрубок 4 для мелкого продукта, воздуховод 5 для вывода из сепарационной шахты 1 воздуха и мелкого продукта, циклона 6 с бункером 7 для улавливания и сбора мелкого продукта, воздуховод 8, вентиль 9 для регулирования расхода подаваемого воздуха, вентилятор 10, патрубок 11 для крупного продукта. Пересыпные элементы 2 выполнены из отдельных пластин 12 изогнутой сегментоидальной формы, расположены ступенями в шахматном порядке по высоте сепарационной шахты 1 и установлены одна над другой с зазором "a" по нормали. Площадь каждой вышерасположенной пластины 12 меньше площади нижерасположенной. Свободные кромки пластин 12 всех пересыпных элементов 2 равноудалены от боковых стенок 13 сепарационной шахты 1. Патрубок 4 для мелких продуктов расположен ниже патрубка 3 подачи исходного материала под углом 45^o к горизонту, и к нему присоединен патрубок 14 для вывода пыли в атмосферу. На внутренней поверхности патрубка 3 подачи исходного материала предусмотрены криволинейные спиралевидные направляющие 15 и он выполнен в виде опрокинутого усеченного конуса. Воздуховод 8 подачи воздуха подведен к узлу ввода воздуха 16, расположенному 5 нижней части сепарационной шахты 1. Узел ввода воздуха 16 выполнен из плоского эластичного кольца 17 с отверстиями 18 и с расширяющимися насадками 19 с внутренними криволинейными винтообразными канавками 20 и соединительных патрубков 21, присоединенных к отверстиям 22. На лобовой поверхности пластин 12 пересыпных элементов 2 установлены пружинистые спирали 23. Воздуховод 24 очищенного воздуха подведен к всасывающему патрубку 25 вентилятора 10.The proposed device includes a separation shaft 1 of circular cross-section, along the perimeter of which there are fixed discharge elements 2, a pipe 3 for supplying the starting material, a pipe 4 for a small product, an air duct 5 for removing air and a small product from the separation shaft 1, a cyclone 6 with a hopper 7 for collecting and collecting small product, duct 8, valve 9 for controlling the flow rate of the supplied air, fan 10, pipe 11 for large product. The transfer elements 2 are made of separate plates 12 of a curved segmented shape, arranged in steps in a checkerboard pattern along the height of the separation shaft 1, and are mounted one above the other with a clearance “a” along the normal. The area of each upstream plate 12 is less than the area below. The free edges of the plates 12 of all the bulk elements 2 are equidistant from the side walls 13 of the separation shaft 1. A pipe 4 for small products is located below the pipe 3 for supplying the source material at an angle of 45 ^o to the horizon, and a pipe 14 is connected to it to discharge dust into the atmosphere. On the inner surface of the pipe 3 for supplying the source material, curved spiral guides 15 are provided and it is made in the form of an overturned truncated cone. The air supply duct 8 is connected to the air inlet assembly 16 located 5 of the lower part of the separation shaft 1. The air inlet assembly 16 is made of a flat elastic ring 17 with holes 18 and with expanding nozzles 19 with internal curved helical grooves 20 and connecting pipes 21 connected to openings 22. On the frontal surface of the plates 12 of the overflow elements 2, springy spirals 23 are installed. The air duct 24 of the cleaned air is connected to the suction pipe 25 of the fan 10.

Каскадный пневматический классификатор работает следующим образом. Cascade pneumatic classifier works as follows.

В сепарационную шахту 1 через патрубок 3 подают исходный материал, который попадает на закрепленные по периметру сепарационной шахты 1 пересыпные элементы 2. При этом исходный материал закручивается в криволинейных спиралевидных направляющих 15, установленных на внутренней поверхности патрубка 3 подачи исходного материала, а попадая на лобовую поверхность пересыпных элементов 2 с пружинистой спиралью 23, встряхивается, вибрируя, при этом отделяются пылевидные частицы и исходный материал начинает классифицироваться. Так как пластины 12 пересыпных элементов 2 имеют разную площадь, а их свободные кромки равноудалены от внутренней поверхности 13 сепарационной шахты 1, то исходный материал попадает сразу на все пластины 12 и ссыпается несколькими потоками в зону разделения, расположенную между пластинами 12. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 10, проветривает исходный материал, ссыпающийся с каждой пластины 12, поступает по воздуховоду 8 в узел ввода воздуха 15, расположенный в нижней части сепарационной шахты 1 и состоящий из плоского эластичного кольца 17 с отверстиями 18 и с расширяющимися насадками 19 с внутренними криволинейными винтообразными канавками 20 и соединительных патрубков 21, присоединенных к отверстиям 22. Во внутренних криволинейных винтообразных канавках 21 расширяющихся насадок 20 поток воздуха закручивается, приобретая центробежные и вибрационные силы за счет закрутки и упругих свойств материала. В противотоке с воздухом исходный материал интенсивно перемешивается и равномерно распределяется во всем объеме сепарационной шахты 1 и эффективно классифицируется. При этом каждая фракция исходного материала продувается потоком воздуха, имеющего постоянную скорость по всей высоте зоны разделения. Крупные фракции частиц, выделенные на первой ступени, опускаются навстречу воздушному потоку и попадают на пластины 12 нижерасположенных пересыпных элементов 2, где процесс сепарации продолжается за счет вибрации. Мелкие фракции под действием воздушного потока поднимаются вместе с пылеватыми частицами в вышерасположенный участок сепарационной шахты 1 и также подвергаются разделению. Классификация сыпучих материалов происходит в двух направлениях. Окончательно крупные продукты выходят из сепарационной шахты 1 через патрубок 11. Мелкий продукт выводится из сепарационной шахты 1 по воздуховоду 5, выпускается в циклон 6 и попадает в бункер 7. Пылеватые частицы по трубопроводу 14 уходят в атмосферу. Очищенный воздух по воздуховоду 24 поступает во всасывающий патрубок 25 вентилятора 10. Регулирование расхода воздуха производится вентилем 9. Поперечное сечение сепарационной шахты 1 круглой формы вызывает меньшее сопротивление движению разделяемых продуктов, чем прямоугольной формы и оно разбито пластинами 12 на ряд наклонных каналов, направленных в ее центр. Зоны разбиения и направление каналов чередуются, так как пересыпные элементы 2 установлены в шахматном порядке. Между соседними пересыпными элементами 2 нет сквозного вертикального прохода неразбитого пластинами 12 на каналы и проскок исходного материала вниз через сепарационную шахту 1 без контакта с пересыпными элементами 2 исключается. Зазор между пластинами 12 принимается равным 4... 10 диаметрам самых крупных частиц исходного материала, что исключает их заклинивание. In the separation shaft 1 through the pipe 3 serves the source material, which falls on the loose elements 2 fixed along the perimeter of the separation shaft 1. In this case, the source material is twisted in curved spiral guides 15 installed on the inner surface of the pipe 3 of the source material, and getting on the frontal surface the bulk elements 2 with a springy spiral 23, is shaken, vibrating, while dust particles are separated and the starting material begins to be classified. Since the plates 12 of the bulk elements 2 have a different area, and their free edges are equidistant from the inner surface 13 of the separation shaft 1, the source material immediately falls onto all the plates 12 and is poured by several streams into the separation zone located between the plates 12. The air flow generated with a fan 10, aerates the source material, poured from each plate 12, enters through an air duct 8 into the air inlet assembly 15 located in the lower part of the separation shaft 1 and consisting of a flat elastic ring 17 with openings 18 and with expanding nozzles 19 with internal curved helical grooves 20 and connecting pipes 21 connected to the openings 22. In the internal curved helical grooves 21 of the expanding nozzles 20, the air flow is twisted, acquiring centrifugal and vibrational forces due to the twist and elastic properties of the material . In countercurrent with air, the starting material is intensively mixed and evenly distributed in the entire volume of the separation shaft 1 and is effectively classified. Moreover, each fraction of the starting material is blown by a stream of air having a constant speed over the entire height of the separation zone. Large fractions of particles isolated in the first stage are lowered towards the air flow and fall on the plates 12 of the downstream overflow elements 2, where the separation process continues due to vibration. The fine fractions under the action of the air flow rise together with the dust particles to the upstream section of the separation shaft 1 and are also subjected to separation. Bulk materials are classified in two ways. Finally, large products leave the separation shaft 1 through the pipe 11. A small product is discharged from the separation shaft 1 through the duct 5, discharged into the cyclone 6 and enters the hopper 7. The dusty particles through the pipe 14 go into the atmosphere. The purified air through the duct 24 enters the suction pipe 25 of the fan 10. The air flow is regulated by the valve 9. The cross-section of the separation shaft 1 of a round shape causes less resistance to the movement of the separated products than a rectangular one and it is divided by the plates 12 into a series of inclined channels directed into it center. The zones of partition and the direction of the channels alternate, since the overflow elements 2 are installed in a checkerboard pattern. There is no through vertical passage between the adjacent bulk discharge elements 2 through the unbroken plates 12 to the channels and the passage of the source material downward through the separation shaft 1 without contact with the bulk transfer elements 2 is excluded. The gap between the plates 12 is taken equal to 4 ... 10 diameters of the largest particles of the source material, which eliminates their jamming.

Процесс классификации происходит при одинаковых условиях по всему объему зоны разделения, что позволяет повысить качество сепарации исходного материала и снизить энергозатраты на движение разделяемых продуктов. The classification process occurs under identical conditions throughout the volume of the separation zone, which allows to improve the quality of separation of the source material and reduce energy consumption for the movement of shared products.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании центробежных и вибрационных сил и эффекта закрутки и вибрации рабочей среды и воздушного потока и упругих свойств элементов конструкций и пружинистой спирали для повышения качества сепарации и снижения энергозатрат на движение разделяемых продуктов. The originality of the proposed technical solution lies in the use of centrifugal and vibrational forces and the effect of swirling and vibration of the working medium and air flow and the elastic properties of structural elements and a springy spiral to improve the quality of separation and reduce energy costs for the movement of shared products.

Claims

Cascade pneumatic classifier, including a separation shaft with bulk elements made in the form of a set of inclined parallel plates with free edges, equally spaced from the side walls, mounted one above the other with a gap and fixed on the end walls of the separation shaft, with an area of each upstream plate smaller the area below, the supply pipe of the source material, pipes for small and large products, an air inlet unit located in the lower part of the aration shaft, characterized in that the separation shaft is made with a circular cross-section, the plates are of a curved segmented shape with springy spirals on their frontal surface, and the source material supply pipe is made in the form of a tilted truncated cone with curved spiral guides on the inner surface and is installed in the upper parts of the separation shaft, while the pipe of the small product is connected to the duct for withdrawing air and the small product from the separation shaft and from the pipe Odom to display of dust into the atmosphere, and is located below the nozzle feeding the starting material at 45 ^o to the horizontal, and the air introduction assembly is made of a flat elastic ring with holes and with flared nozzles with internal curved helical grooves and connecting pipes, and is located at the bottom of separation mine.