RU2430794C1

RU2430794C1 - Two-product air separator

Info

Publication number: RU2430794C1
Application number: RU2010118214/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Воробьёв (BY); Владимир Васильевич Воробьёв; Евгений Николаевич Иванов (BY); Евгений Николаевич Иванов; Владимир Александрович Красильников (BY); Владимир Александрович Красильников; Григорий Михайлович Лускин (BY); Григорий Михайлович Лускин; Андрей Викторович Таболич (BY); Андрей Викторович Таболич; Пётр Павлович Шиманович (BY); Пётр Павлович Шиманович; Оксана Петровна Шиманович (BY); Оксана Петровна Шиманович
Original assignee: Научно-производственное республиканское унитарное предприятие "НПО "Центр"
Priority date: 2010-05-05
Filing date: 2010-05-05
Publication date: 2011-10-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to two-product separators and may be used in construction, chemical metallurgical industries, etc. Proposed separator comprises separation perforated round pit, initial material feed branch pipe arranged atop separation pit, initial material tapered distributor arranged above aforesaid feed branch pipe, branch pipe to discharge fine fraction together with air arranged aligned with said feed branch pipe, coarse fraction discharge branch pipe arranged at bottom of separation pit, and air feed casing with air feed branch pipe embracing separation pit. Separation pit is stepped in vertical plane. Perforations are made on vertical section of separation pit. Every lower step features diameter smaller than that of upper step.

EFFECT: higher separation efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двухпродуктовым воздушным классификаторам, и может найти применение в строительной, химической, горнообогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности на мелкую и крупную фракции.The invention relates to mechanical engineering, in particular to two-product air classifiers, and can find application in the construction, chemical, mining, metallurgical and other industries for the separation of various bulk materials by size into small and large fractions.

Известен двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор, содержащий классификационную шахту, патрубок для подачи исходного материала, расположенный в средней части классификационной шахты, патрубок для подачи воздуха, расположенный в нижней части классификационной шахты, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части классификационной шахты, и патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части классификационной шахты (В.Е.Мизонов, С.Г.Ушаков. Аэродинамическая классификация порошков. - М: Химия, 1989. С.26-27, рис.1.10,а).Known two-product air-gravity classifier containing a classification shaft, a pipe for supplying raw material located in the middle of the classification shaft, a pipe for air supply located in the lower part of the classification shaft, a pipe for outputting a large fraction located in the lower part of the classification shaft, and a nozzle for outputting the fine fraction together with the air flow located in the upper part of the classification shaft (V.E. Mizonov, S.G. Ushakov. Aerodynamic class fication powders - M:. Chemistry, 1989. S.26-27, ris.1.10, a).

Однако известный классификатор обладает низкой эффективностью классификации материала из-за того, что достаточно большая часть мелких частиц выводится из классификатора вместе с крупными частицами. Этот недостаток обусловлен тем, что в классификационной шахте частицы исходного материала плохо разделяются по крупности по следующим причинам:However, the known classifier has a low efficiency of material classification due to the fact that a sufficiently large part of the small particles is removed from the classifier together with large particles. This disadvantage is due to the fact that in the classification mine the particles of the source material are poorly separated by size for the following reasons:

- вблизи боковой стенки классификационной шахты скорость движения воздушного потока и, соответственно, сила аэродинамического сопротивления, действующая на частицы материала, значительно ниже, чем в центральной части классификационной шахты. Поэтому на мелкие частицы, расположенные вблизи стенки классификационной шахты, воздействие гравитационной силы превышает расчетную для установленной границы разделения силу аэродинамического сопротивления, из-за чего мелкие частицы, имеющие размер меньше границы разделения, падают вниз;- near the side wall of the classification shaft, the speed of the air flow and, accordingly, the aerodynamic drag force acting on the particles of the material is much lower than in the central part of the classification shaft. Therefore, on small particles located near the wall of the classification shaft, the influence of gravitational force exceeds the aerodynamic drag force calculated for the established separation boundary, due to which small particles having a size smaller than the separation boundary fall down;

- при падении вниз исходного материала позади крупных частиц возникает зона с пониженным давлением воздуха (т.н. «след» частиц), в которую попадают мелкие частицы. В этих зонах на мелкие частицы направленная вверх сила аэродинамического сопротивления не воздействует, и они беспрепятственно падают вниз вместе с крупными частицами.- when the source material falls down behind large particles, a zone appears with a reduced air pressure (the so-called “trace” of particles), into which small particles fall. In these zones, the upward force of aerodynamic drag does not affect small particles, and they freely fall down together with large particles.

Известен также двухпродуктовый воздушный классификатор (двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор), содержащий цилиндрическую классификационную шахту с отверстиями, патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части классификационной шахты, конический распределитель исходного материала, расположенный под патрубком для подачи исходного материала, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный коаксиально патрубку для подачи исходного материала, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части классификационной шахты, коническую вставку, расположенную в классификационной шахте вдоль ее вертикальной оси, и кожух с патрубком для подачи воздуха, охватывающий классификационную шахту (патент на изобретение RU №2376081, B07B 4/02, опубликовано 20.10.2009).Also known is a two-product air classifier (two-product air-gravity classifier) containing a cylindrical classification shaft with holes, a pipe for supplying raw material located in the upper part of the classification shaft, a conical distributor of raw material located under the pipe for supplying the source material, a pipe for outputting small fractions together with an air stream located coaxially to a pipe for supplying source material, a pipe for outputting full fraction located in the lower part of the classification shaft, a conical insert located in the classification shaft along its vertical axis, and a casing with a pipe for supplying air, covering the classification shaft (patent for invention RU No. 2376081, B07B 4/02, published on 10/20/2009 )

Однако данный классификатор не обеспечивает высокую эффективность разделения материала, т.к. часть мелкой фракции удаляется из классификационной шахты вместе с крупной фракцией. Этот недостаток связан с тем, что из-за выполнения классификационной шахты цилиндрической падающий вниз материал разгоняется в зоне разделения до высоких скоростей, а у крупных частиц значительно выражен эффект «следа». Вследствие этого материал находится в зоне разделения в течение короткого времени и не успевает в полном объеме разделиться по крупности.However, this classifier does not provide high efficiency of material separation, because part of the fine fraction is removed from the classification shaft together with the large fraction. This drawback is due to the fact that, due to the classification of the classification shaft, the cylindrical material falling down is accelerated in the separation zone to high speeds, and the effect of the “wake” is significantly pronounced for large particles. As a result, the material is in the separation zone for a short time and does not have time to fully separate by size.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности классификации материала путем исключения вывода мелких частиц вместе с крупными за счет разделения материала по крупности в полном объеме и более полного отделения мелких частиц от крупных путем обеспечения снижения скорости перемещения материала вниз классификационной шахты и, соответственно, увеличения времени нахождения материала в зоне разделения.The objective of the invention is to increase the classification efficiency of the material by eliminating the withdrawal of small particles together with large ones due to the separation of material by size in full and more complete separation of small particles from large ones by providing a decrease in the speed of material moving down the classification shaft and, accordingly, increasing the residence time of the material in the separation zone.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата двухпродуктовый воздушный классификатор, содержащий классификационную шахту с отверстиями, выполненную круглой в горизонтальной плоскости, патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части классификационной шахты, конический распределитель исходного материала, расположенный под патрубком для подачи исходного материала, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный коаксиально патрубку для подачи исходного материала, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части классификационной шахты, и кожух с патрубком для подачи воздуха, охватывающий классификационную шахту, отличается тем, классификационная шахта в вертикальной плоскости выполнена ступенчатой, при этом отверстия выполнены на вертикальных участках классификационной шахты, а каждая нижняя ступень имеет диаметр, меньше диаметра вышерасположенной ступени.The essence of the invention lies in the fact that to solve the problem by the specified technical result, a two-product air classifier containing a classification shaft with holes made round in a horizontal plane, a pipe for supplying raw material located in the upper part of the classification shaft, a conical distributor of source material located under the nozzle for supplying the source material, the nozzle for outputting the fine fraction together with the air flow is located coaxially, a nozzle for supplying raw material, a nozzle for withdrawing a coarse fraction, located at the bottom of the classification shaft, and a casing with a pipe for supplying air, covering the classification shaft, differs in that the classification shaft is vertical in the vertical plane, and the holes are made in vertical sections of the classification shaft, and each lower stage has a diameter less than the diameter of the upper stage.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид классификатора, вертикальный осевой разрез; фиг.2 - схема воздействия силы аэродинамического сопротивления F_a и гравитационной силы F_m на частицы исходного материала, расположенные возле вертикального участка классификационной шахты.The invention is illustrated by drawings: figure 1 - General view of the classifier, a vertical axial section; figure 2 - diagram of the impact of the aerodynamic drag force F _a and the gravitational force F _m on the particles of the source material located near the vertical section of the classification mine.

Двухпродуктовый воздушный классификатор содержит выполненную в горизонтальной плоскости круглой, а в вертикальной плоскости ступенчатой классификационную шахту 1, состоящую из вертикальных участков 2 с отверстиями 3 и горизонтальных участков 4, при этом каждая нижняя ступень имеет диаметр, меньше диаметра вышерасположенной ступени, патрубок 5 для подачи исходного материала с загрузочным устройством, например шлюзовой питатель (не показано), расположенный в верхней части классификационной шахты 1, конический распределитель 6 исходного материала, расположенный под патрубком 5 для подачи исходного материала, патрубок 7 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный коаксиально патрубку 5 для подачи исходного материала, патрубок 8 для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части классификационной шахты 1 и снабженный разгрузочным устройством 9, например, типа «мигалка», и кожух 10 с патрубком 11 для подачи воздуха, охватывающий классификационную шахту 1. Патрубок 11 снабжен средством для изменения расхода воздуха, например шибером (не показано).The two-product air classifier contains a circular classification shaft 1, made in the horizontal plane and in the vertical plane, consisting of vertical sections 2 with holes 3 and horizontal sections 4, with each lower stage having a diameter smaller than the diameter of the upper stage, a nozzle 5 for supplying the original material with a loading device, such as a lock feeder (not shown) located in the upper part of the classification shaft 1, a conical distributor 6 of the original m the material located under the nozzle 5 for supplying the source material, a nozzle 7 for outputting the fine fraction together with the air stream, located coaxially to the nozzle 5 for supplying the raw material, the nozzle 8 for outputting the coarse fraction, located in the lower part of the classification shaft 1 and equipped with a discharge device 9 , for example, such as a "flasher", and a casing 10 with a pipe 11 for supplying air, covering the classification shaft 1. The pipe 11 is equipped with means for changing the air flow, for example, a gate (not shown).

Изобретение используют следующим образом.The invention is used as follows.

На выходе патрубка 6 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком вентилятором (не показан) создают разрежение, благодаря чему в классификационной шахте 1 возникает движение воздушного потока от отверстий 3 к патрубку 6.At the outlet of the pipe 6 for outputting the fine fraction together with the air flow by a fan (not shown) create a vacuum, so that in the classification shaft 1 there is a movement of air flow from the holes 3 to the pipe 6.

Затем через патрубок 5 исходный материал подают на конический распределитель 8, который обеспечивает равномерную по окружности подачу исходного материала к верхнему вертикальному участку 2 боковой стенки классификационной шахты 1.Then, through the pipe 5, the source material is fed to a conical distributor 8, which provides a uniform circumferential supply of the source material to the upper vertical section 2 of the side wall of the classification shaft 1.

В классификационной шахте 1 на частицы материала, расположенные возле вертикального участка 2 ее боковой стенки, оказывают воздействие две силы (фиг.2): со стороны воздушного потока сила аэродинамического сопротивления F_a, направленная к патрубку 6, и направленная вниз гравитационная сила F_m. В зависимости от заданного соотношения между этими двумя силами в классификационной шахте 1 происходит разделение исходного материала по крупности.In the classification shaft 1, the particles of material located near the vertical section 2 of its side wall are affected by two forces (Fig. 2): from the air flow side, the aerodynamic drag force F _a directed towards the nozzle 6, and the gravitational force F _m directed downward. Depending on the given ratio between these two forces in the classification shaft 1, the separation of the source material by size occurs.

Частицы мелкой фракции, для которых воздействие вертикальной составляющей F_ав силы аэродинамического сопротивления F_a превышает воздействие гравитационной силы F_m, воздушным потоком выводятся из классификатора через патрубок 6.The particles of fine fraction, which effects the vertical component F _av aerodynamic drag force F _a exceeds the effect of the gravitational force F _m, the air flow output from the classifier 6 through the pipe.

Частицы крупной фракции, для которых воздействие гравитационной силы F_m превышает воздействие вертикальной составляющей F_ав силы аэродинамического сопротивления F_a, продолжают падать вниз и попадают на горизонтальные участки 4 классификационной шахты 1. За счет меньшей скорости падения крупных частиц, обусловленной их задержкой на горизонтальных участках 4 и разрушением на них упорядоченного движения падающих вниз мелких частиц в «следе» крупных частиц, эффект «следа» значительно меньше, чем прототипе. Благодаря горизонтальной составляющей F_аг силы аэродинамического сопротивления (Фиг.2) мелкие частицы так же выводятся из «следа» крупных частиц, что обеспечивает повышение эффективности разделения материала по крупности.Particles of a large fraction, for which the influence of the gravitational force F _m exceeds the influence of the vertical component F _{av of} the aerodynamic drag force F _a , continue to fall down and fall on the horizontal sections 4 of the classification shaft 1. Due to the lower rate of fall of large particles due to their delay in horizontal sections 4 and the destruction of the ordered movement of small particles falling down in the “trace” of large particles on them, the effect of the “trace” is much less than the prototype. Due to the horizontal component F _{ag of} the aerodynamic drag force (Figure 2), small particles are also removed from the "trace" of large particles, which improves the efficiency of separation of material by size.

Через патрубок 7 с разгрузочным устройством 8 крупные частицы материала выводятся из классификатора. Разгрузочное устройство 8 препятствует подсосу воздуха в классификационную шахту снаружи.Through the pipe 7 with the unloading device 8, large particles of material are removed from the classifier. The unloading device 8 prevents the suction of air into the classification shaft from the outside.

В шахте 1 классифицируемый материал под воздействием воздушных струй, образованных отверстиями 3, подвергается многократной перечистке, что способствует более полному разделению исходного материала по крупности.In mine 1, classified material under the influence of air jets formed by openings 3 is subjected to repeated cleaning, which contributes to a more complete separation of the source material by size.

Кожух 10 и патрубок 11, снабженный шибером, позволяют осуществлять регулирование подачи воздуха в классификационную шахту 1 через отверстия 3.The casing 10 and the pipe 11, equipped with a gate, allow you to regulate the flow of air into the classification shaft 1 through holes 3.

На выходе патрубка 6 установлены устройства для отделения мелкой фракции от воздуха, например циклоны и/или фильтры (не показаны).At the outlet of the pipe 6, devices are installed for separating the fine fraction from the air, for example cyclones and / or filters (not shown).

Таким образом, данная конструкция классификатора позволяет повысить эффективность разделения материала по крупности за счет обеспечения увеличения времени нахождения материала в зоне разделения и уменьшения влияния эффекта «следа» падающих вниз крупных частиц.Thus, this design of the classifier allows to increase the efficiency of separation of material by size by providing an increase in the residence time of the material in the separation zone and reducing the effect of the "trace" of large particles falling down.

Границу разделения материала регулируют путем изменения расхода воздуха через классификационную шахту 1 посредством шибера патрубка 11. При увеличении расхода воздуха граница разделения увеличивается, а при уменьшении - уменьшается.The separation boundary of the material is regulated by changing the air flow through the classification shaft 1 by means of the gate of the nozzle 11. With increasing air flow, the separation boundary increases, and with a decrease, decreases.

Claims

A two-product air classifier containing a classification shaft with holes made round in a horizontal plane, a nozzle for supplying raw material located in the upper part of the classification shaft, a conical distributor of source material located under the nozzle for supplying the source material, a nozzle for outputting a fine fraction together with the air a stream located coaxially to the nozzle for supplying the starting material, a nozzle for outputting a large fraction, located in the lower part five classification of the mine, and a nozzle cover for supplying air classification encompassing the shaft, characterized in that the classification shaft in a vertical plane is stepped, wherein the holes are formed at the vertical sections of the classification of the mine, and each lower level having a diameter smaller than the diameter of the upstream stage.